Nozioni di base sulla teoria delle collisioni:
* Collisioni: Le reazioni chimiche si verificano quando le molecole di reagenti si scontrano con energia sufficiente e un corretto orientamento.
* Attivazione Energia (EA): L'energia minima richiesta affinché una collisione sia efficace e provochi una reazione.
* Velocità di reazione: Determinato dalla frequenza di collisioni di successo.
Come funzionano i catalizzatori:
1. Percorso di reazione alternativo: I catalizzatori forniscono una via di reazione alternativa con un'energia di attivazione inferiore . Ciò significa che meno molecole devono possedere l'energia minima per una reazione.
2. Aumentata frequenza di collisione: Alcuni catalizzatori possono aumentare la frequenza di collisioni efficaci di:
* Fornire una superficie per le molecole di reagente per adsorb: Questo li avvicina, aumentando la probabilità di collisioni.
* Facilitare la formazione di un intermedio instabile: Questo intermedio può reagire più prontamente con altre molecole.
3. Abbassando la barriera energetica: I catalizzatori possono stabilizzare lo stato di transizione della reazione, che è l'intermedio ad alta energia formata durante la reazione. Ciò riduce effettivamente la barriera energetica che deve essere superata.
Conseguenze della riduzione dell'energia di attivazione:
* velocità di reazione più veloci: Poiché più collisioni portano a reazioni di successo, la velocità di reazione aumenta in modo significativo.
* temperature più basse per la reazione: Le reazioni possono verificarsi a temperature più basse perché la barriera di energia di attivazione è ridotta.
* Aumento della resa: Più molecole reagiscono in un determinato momento, portando potenzialmente a una maggiore resa di prodotti.
Esempio:
Immagina un passaggio di montagna come la barriera energetica di attivazione. Senza un catalizzatore, le molecole devono scalare la montagna per reagire. Con un catalizzatore, un tunnel viene creato attraverso la montagna, rendendo molto più facile passare e reagire le molecole.
Nota importante: I catalizzatori stessi non sono consumati nella reazione. Facilitano semplicemente la reazione e possono essere usati ancora e ancora.
