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Home Chimica

Reazioni del secondo e del terzo ordine

di Chimicamo
29 Giugno 2021
in Chimica, Chimica Fisica
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Reazioni del secondo e del terzo ordine- chimicamo

Reazioni del secondo e del terzo ordine- chimicamo

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Le reazioni del secondo ordine possono essere definite come reazioni chimiche in cui la somma degli esponenti nella corrispondente legge di velocità della reazione chimica è uguale a due.

Consideriamo una reazione del secondo ordine del tipo:

aA + bB →Prodotti

l'equazione cinetica in forma differenziale è :

v = – d[A]/dt = K[A][B] se a = b = 1 e [A0] è diverso da [Bo]

Se invece a = b = 1 e [Ao]= [Bo] la legge della velocità è v = – d[A]/dt = K[A]2

Che integrata dà luogo a :

K = 1/t ( 1 /[A] – 1 / [Ao]) (*)

Tali equazioni possono essere applicate anche alle reazioni del secondo ordine del tipo:

2 A → Prodotti

Un esempio è la reazione di decomposizione dell'acido iodidrico:

2 HI = H2 + I2

Che segue la legge della velocità – d[HI]/dt = K[HI]2

Dall'equazione (*) si ricava il tempo di dimezzamento t1/2 necessario perché una data quantità di sostanza A che si decompone secondo una reazione del secondo ordine venga ridotta della metà e cioè:

ADVERTISEMENTS

[A]= [Ao]/2

In questo caso la (*) diventa :

K = 1/t1/2 ( 1/ [Ao]/2 – 1/[Ao]) = 1/t1/2 ( 2/[Ao] – 1/[Ao]) = 1/t1/2( 1/[Ao])

Da cui t1/2= 1/K[Ao] e K = 1/t1/2[Ao]

Da quest'ultima equazione risulta che nelle reazioni di decomposizione del secondo ordine il tempo di dimezzamento è inversamente proporzionale alla concentrazione iniziale della sostanza reagente.

Ora se esprimiamo il tempo in secondi e la concentrazione delle sostanze in mol/L si verifica che l'unità di misura della costante K delle reazioni di secondo ordine vale :

1/s · mol/L = L/s · mol

Le reazioni del terzo ordine sono molto rare quelle studiate in fase gassosa sono tutte del tipo :

2 A + B → Prodotti

La relativa legge della velocità è espressa dall'equazione differenziale:

v = – d[A]/dt = K[A]2[B]

se l'equazione è del tipo

3A → Prodotti

Si ha v = -d[A]/dt = K[A]3

Che integrata diventa:

K = 1/2t( 1 /[A]2 – 1/[Ao]2)

Per cui l'unità di misura di K di una reazione del terzo ordine è L2/mol2 · s.

Esercizi

1)       Per una data reazione K = 1 · 10-5L/mol · min. Calcolare quanto tempo è necessario affinché la concentrazione di uno dei reagenti che inizialmente è 2 M venga ridotta della metà

Applicando l'equazione t1/2= 1/K[Ao] e sostituendo i valori noti si ha:

t1/2= 1 / 1 · 10-5 · 2= 5 · 104 minuti

 

2)     Per una data reazione del secondo ordine K = 3.0 · 10-4 L/mol · s. Calcolare dopo quanto tempo la concentrazione del reagente A passa da 1.2 M a 0.80 M

Poichè K = 1 / t ( 1 /[A] – 1/[Ao])

Sostituendo i valori noti :

3.0 · 10-4= 1 /t ( 1 / 0.80 – 1/ 1.2 ) = 1 /t (0.42)

Da cui t = 0.42/ 3.0 · 10-4 = 1.4 · 103 s

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Tags: cinetica chimicaequazione cineticaesercizitempo di dimezzamento

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Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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