Fattori che influenza una reazione chimica

Classe 2 a OCB
26/10/2009
VELOCITA’ DI UNA REAZIONE CHIMICA
La velocità di reazione esprime la massa di reagenti che si trasformano nell’unità di tempo:
V=m/t
La velocità di reazione è una grandezza intensiva, (quindi non dipende dalla massa del sistema ma è
identica in ogni sua goccia).
La V in una reazione chimica non è costante ma è più alta all’inizio della reazione per poi diminuire
verso la fine.
ENERGIA DI ATTIVAZIONE: è l’energia minima che occorre per iniziare una reazione,
rompendo alcuni legami dei reagenti, ed innescare il processo.
Affinché avvenga una reazione chimica devono realizzarsi contemporaneamente 3 condizioni:
1. si verifichi un certo numero di urti
2. le collisioni avvengano con orientazione appropriate.
3. che l’energia sia sufficiente a effettuare le trasformazioni.
I CATALIZZATORI: sono sostanze che accelerano una reazione chimica riducendo l’energia di
attivazione, senza consumarsi durante la trasformazione:
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esempio di catalizzatori:
La marmitta catalitica contiene due catalizzatori fatti di materiale ceramico poroso che hanno la
funzione di TRASFORMARE i gas di scarico tossici qual è il monossido di azoto ed il monossido
di carbonio, in gas più tolleranti quali azoto, ossigeno ed anidride carbonica:
1. NO 
N2
+
O2
2. CO

CO2
Quali sono i fattori che influenzano una reazione chimica:
1. natura dei reagenti
2. concentrazione
3. temperatura
4. superficie di contatto
5. la presenza di catalizzatori.
Segue un esperienza di laboratorio che ha lo scopo di dimostrare sperimentalmente che la velocità
di una reazione chimica è condizionata dalla concentrazione dei reagenti, dalla temperatura e
dalla presenza di un catalizzatore.
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ESPERIENZA DI LABORATORIO:
FATTORI CHE INFLUENZANO LA VELOCITA’ DI UNA REAZIONE CHIMICA:
Per valutare sperimentalmente i fattori che influenzano una reazione chimica, consideriamo una
reazione in cui il permanganato (di colore viola intenso) reagisce in ambiente acido con acido
ossalico, per formare una soluzione con dei Sali incolore.
2 KMnO4
+5 H2C2O4
REAZIONE CHIMICA:
+H2SO4
 2MnSO4 +
K2SO4 +
10CO2+
8H2O
reagenti:
 soluzione di KMnO4 (3,2 g in 1 L di soluzione acquosa)
 soluzione di H2C2O4 (9 g in 1 L di soluzione acquosa)
 soluzione di acido solforico conc.
prestare molta attenzione nell’adoperare i vari reagenti, registrare i
pittogrammi riportati sulle etichette ed operare secondo le frasi di rischio R ed i consigli di
prudenza S.
1.
Prova
1°
2°
3°
4°
influenza della concentrazione:
utilizzare due file di 4 beker ognuna , da 250 mL ed inserire le varie soluzioni seguendo
lo schema della tabella.
Unire il contenuto della 1° fila con quello della 2° e registrare i tempi di decolorazione.
mL di
KMnO4
mL di
H2C2O4
mL di
H2 O
mL di H2SO4
mL KMnO4
mL totali
10
10
0
2
10/22
20
2
10/42
10
40
2
10/62
10
60
2
10/82
10
10
10
1° fila
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10
Tempo di
decolorazione
in secondi.
2° fila di beker
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2.
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Influenza della temperatura :
utilizzare due file di 4 provette ognuna , scaldarle a bagno maria , unire il contenuto della
provetta 1 con la 5 e registrare tempo e temperatura, fare la stessa cosa con
combinazione di provette 2-6, 3-7, 4-8. (usare temperature tra i 20 gradi ed i 60 con un
aumento di circa 10° per ogni combinazione.
mL di
KMnO4
Temperatura
tempo di
decolorazione
in secondi
3,5 mL di H2C2O4 +
0,5 mL di H2SO4
[KMnO4 ]
T1=
3 Ml
3,5 mL + 0,5 mL
3/7=0,43
T2=
3 mL
3,5 mL + 0,5 mL
3/7=0,43
T3=
3 mL
3,5 mL + 0,5 mL
3/7=0,43
T4=
3 mL
3,5 mL + 0,5 mL
3/7=0,43
3.
Presenza di un catalizzatore (MnO2): utilizzare 4 beker da 100 mL ed inserire le soluzioni
secondo lo schema della tabella e registrare i tempi di decolorazione.
tempo di
MnO2
decolorazione
catalizzatore
in secondi
N° beker
mL
KMnO4
mL di
H2C2O4
mL di
H2SO4
[KMnO4 ]
1°
50 mL
50 mL
5 mL
50/105
SI
2°
50 mL
50 mL
5 mL
50/105
NO
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Grafico VELOCITA’-CONCENTRAZIONE
gruppo 1
alunni
guida, povolo, guzzon, serio, munari, antonelli,
n° prova [KMnO4]
1
0,45
2
0,24
3
0,16
4
0,12
tempo di decolorazione
44
82
117
160
1/t
0,0227
0,0122
0,0085
0,0063
Il grafico è stato costruito riportando
sull’asse delle ascisse la concentrazione di
permanganato di potassio, su quello delle
ordinate l’inverso del tempo, 1/t. Dato che
il 1/t è direttamente proporzionale alla
velocità media nel tempo t, il grafico
rappresenta
la
relazione
tra
la
concentrazione dei reagenti e la velocità di
reazione-
0,0250
0,0200
1/t
0,0150
0,0100
0,0050
0,0000
0,45
0,24
0,16
0,12
[KMnO4]
gruppo 2
rossini, orlando, de simone, arzenton, ghisu,
gianti, sodku
tempo di
n° prova [KMnO4] decolorazione
1/t
1
0,45
46
0,0217
2
0,24
92
0,0109
3
0,16
120
0,0083
4
0,12
181
0,0055
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0,0250
0,0200
1/t
0,0150
0,0100
0,0050
0,0000
0,45
0,24
0,16
0,12
[KMnO4]
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