Controllo cinetico e termodinamico a confronto

ΔG° = ΔH° – T ΔS°

In cui  ΔH° è la variazione di entalpia, T la temperatura espressa in gradi Kelvin e ΔS° è la variazione di entropia.

Fattori che determinano la possibilità che avvenga una reazione

I fattori che determinano la possibilità che avvenga una reazione sono quello cinetico e quello termodinamico.

L’aspetto termodinamico attiene solo lo stato finale del sistema e non il meccanismo di reazione. Una reazione spontanea avviene sotto il controllo termodinamico e il reagente viene trasformato nel composto più stabile richiedendo, in genere,  elevate temperature e lunghi tempi di reazione.

L’aspetto cinetico dipende dal numero di collisioni che avvengono tra i reagenti in un dato tempo, dalla frazione di collisioni che avvengono con un’energia sufficiente per raggiungere il valore dell’energia di attivazione e dalla frazione di collisioni che avvengono con la dovuta orientazione.

Una reazione che avviene sotto il controllo cinetico si verifica a temperature più basse e in tempi più rapidi in modo che avvenga solo la reazione più veloce.

Aspetto termodinamico e cinetico a confronto

Il controllo termodinamico indica se:

  • Una reazione può avvenire spontaneamente
  • Un sistema è in un equilibrio stabile o metastabile
  • È presente energia sufficiente a superare l’energia di attivazione

Il controllo cinetico indica se:

  • Una reazione può avvenire in modo più o meno veloce determinando la velocità in determinate condizioni
  • Si può superare la barriera energetica tra reagenti e prodotti
  • Avviene la transizione

Per una reazione irreversibile in condizioni blande e irreversibile in condizioni energiche vi è una temperatura alla quale si ha la variazione tra prodotto cinetico e prodotto termodinamico.

In tabella viene riportato un confronto tra aspetto termodinamico e aspetto cinetico

Aspetto termodinamico Aspetto cinetico
È relazionato alla stabilità del prodotto È relazionato alla velocità con cui si ottiene un prodotto
Ad elevate temperature la reazione è sotto il controllo termodinamico e si ottiene il prodotto più stabile A basse temperature la reazione è sotto il controllo cinetico e si ottiene il prodotto che si forma più rapidamente
Il prodotto termodinamico prevale a temperature più alte quando la reazione è reversibile Il prodotto cinetico prevale a temperature più basse quando la reazione non è reversibile

 

 

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Author: Chimicamo

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