1. Teoria della collisione e energia di attivazione:
* Collisioni: Le reazioni si verificano quando le molecole si scontrano con energia sufficiente per rompere i legami esistenti e formarne di nuove.
* Attivazione Energia (EA): Questa è l'energia minima richiesta per reagire le molecole.
* Ruolo della temperatura: Temperature più elevate aumentano l'energia cinetica media delle molecole, portando a:
* Collisioni più frequenti: Le molecole si muovono più velocemente e si scontrano più spesso.
* Collisioni energetiche più elevate: Più collisioni hanno abbastanza energia per superare la barriera energetica di attivazione.
2. L'equazione di Arrhenius:
Questa equazione quantifica matematicamente la relazione tra temperatura e velocità di reazione:
* k =a * exp (-ea/rt)
* K: Costante di velocità (una misura della velocità di reazione)
* A: Fattore pre-esponenziale (correlato alla frequenza di collisione)
* ea: Energia di attivazione
* R: Costante di gas ideale
* T: Temperatura in Kelvin
3. Impatto sull'ordine di reazione:
Mentre la temperatura non cambia direttamente l'ordine di reazione (che è determinato dalla stechiometria e dal meccanismo), può influenzarlo indirettamente in diversi modi:
* Tariffe più veloci: Temperature più elevate portano generalmente a reazioni più veloci. Ciò può rendere più difficile determinare l'ordine di reazione sperimentalmente, poiché le reazioni possono procedere troppo rapidamente per misurare accuratamente la velocità.
* Equilibrio mutevole: Per le reazioni reversibili, le variazioni di temperatura possono spostare la posizione di equilibrio, portando a un cambiamento nell'ordine apparente a temperature diverse.
* Reazioni in competizione: Se si verificano più reazioni, la temperatura può influenzare i tassi relativi di queste reazioni, influenzando l'ordine di reazione osservato complessivo.
4. Esempi:
* Decomposizione di N2O5: Questa reazione è del primo ordine. L'aumento della temperatura aumenta significativamente la sua velocità, ma l'ordine rimane lo stesso.
* Idrogenazione dell'etilene: Questa reazione è di ordine zero ad alte temperature a causa della saturazione superficiale del catalizzatore. La temperatura di abbassamento può cambiare l'ordine man mano che la superficie diventa meno satura.
In sintesi:
La temperatura è un fattore potente che influenza i tassi di reazione. Non cambia l'ordine di reazione stesso, ma può avere un impatto significativo su come misuriamo e comprendiamo l'ordine attraverso la sua influenza sulla frequenza di collisione, sull'energia di attivazione e sui tassi relativi delle reazioni concorrenti.
