1. Equazione di Arrhenius :L'equazione di Arrhenius descrive la relazione tra la temperatura e la costante di velocità (k) di una reazione. Afferma che la costante di velocità aumenta esponenzialmente all'aumentare della temperatura. Ciò significa che all’aumentare della temperatura, più molecole reagenti hanno energia sufficiente per superare la barriera energetica di attivazione, portando ad una velocità di reazione più rapida.
2. Teoria delle collisioni :Secondo la teoria delle collisioni, le reazioni avvengono quando le molecole dei reagenti si scontrano con energia sufficiente e orientamento corretto. Temperature più elevate aumentano l’energia cinetica delle molecole, determinando collisioni più frequenti ed energiche. Questa maggiore frequenza di collisione aumenta le possibilità di collisioni riuscite e, quindi, accelera la velocità di reazione.
3. Energia di attivazione: L’energia di attivazione è l’energia minima richiesta affinché avvenga una reazione. L’aumento della temperatura fornisce più energia alle molecole dei reagenti, rendendo più facile per loro raggiungere l’energia di attivazione e subire la reazione. Di conseguenza, la velocità di reazione aumenta all’aumentare della temperatura.
4. Costante di equilibrio (Keq): La costante di equilibrio (Keq) rappresenta il rapporto tra le concentrazioni di prodotti e reagenti all'equilibrio. La temperatura può influenzare la posizione di equilibrio di una reazione spostando l'equilibrio verso prodotti o reagenti. Generalmente un aumento della temperatura favorisce i prodotti di una reazione esotermica (cede calore) e favorisce i reagenti di una reazione endotermica (assorbe calore).
5. Principio di Le Chatelier: Il principio di Le Chatelier afferma che se si applica uno stress a un sistema in equilibrio, il sistema risponderà per contrastare lo stress e ripristinare l'equilibrio. Il cambiamento di temperatura può essere considerato uno stress e il sistema si adatterà di conseguenza. Se la temperatura aumenta, l’equilibrio si sposterà nella direzione che consuma calore (reazioni endotermiche), mentre se la temperatura diminuisce, l’equilibrio si sposterà nella direzione che rilascia calore (reazioni esotermiche).
6. Termodinamica ed energia libera di Gibbs (∆G): La variazione di energia libera di Gibbs (∆G) determina la spontaneità e l'equilibrio di una reazione. A temperatura e pressione costanti, una reazione procederà spontaneamente se ∆G è negativo. L’aumento della temperatura può influenzare il ∆G di una reazione alterando le variazioni di entalpia (∆H) ed entropia (∆S). A seconda dei valori specifici di ∆H e ∆S, le variazioni di temperatura possono spostare l'equilibrio verso prodotti o reagenti.
In sintesi, la temperatura gioca un ruolo cruciale nella cinetica e nell’equilibrio delle reazioni chimiche. Colpisce la velocità di reazione influenzando l'energia di attivazione e la frequenza di collisione. La temperatura può anche spostare la posizione di equilibrio di una reazione secondo i principi della termodinamica e il principio di Le Chatelier. Comprendere la dipendenza dalla temperatura delle reazioni è essenziale per ottimizzare e controllare i processi chimici.
