Reazioni del terzo ordine: cinetica, esempi di reazioni del terzo ordine

Le reazioni seguono la cinetica del terzo ordine se la loro velocità è determinata dalla variazione di concentrazione di tre specie.
È quindi necessario che nella reazione compaiano, tra prodotti e reagenti, tre specie differenti.

Vi sono tre possibili casi:

• Unico reagente: 3 A → prodotti
• Due reagenti : 2 A + B → prodotti
• Tre reagenti : A + B + C → prodotti

Cinetica delle reazioni del terzo ordine

In quest’ultimo caso che rappresenta il caso più generale dette a, b e c le concentrazioni iniziali di A, B e C espresse in termini di molarità, dette x le moli per litro di ciascun reagente che si consumano in un certo tempo t si ha:

dx/dt = – d(a-x)/dt = – d(b-x)/dt= – d(c-x)/dt = k(a-x)(b-x)(c-x)

se le concentrazioni di A, B e C sono uguali:
dx/dt = (ka-x)³

che è la stessa espressione che si verifica nel primo caso nell’ipotesi di un solo reagente.

Se le concentrazioni di B e di C sono uguali mentre la concentrazione di A è diversa ( a≠ b= c) si ha:
dx/dt =k(a-x)(b-x)²
l’unità di misura di k è L²mol^-2s^-1

Esempi di reazioni del terzo ordine

Esempi di reazioni del terzo ordine sono la formazione del:

1.  biossido di azoto a partire da monossido di azoto e ossigeno: 2 NO + O₂ → 2 NO₂
2. biossido di azoto a partire da monossido di azoto e idrogeno: 2 NO + H₂ → N₂O + H₂O
3. cloruro di nitrosile a partire da monossido di azoto e cloro : 2 NO + Cl₂ → 2 NOCl
4. cloruro ferroso a partire da cloruro ferrico : 2 FeCl₃ + SnCl₂ → 2 FeCl₂ + SnCl₄

Nel caso della prima reazione k = [NO]²[O₂], nel secondo caso k = [NO]²[H₂] , nel terzo caso k = [NO]²[Cl] e nel quarto k = [FeCl₂ ]² [SnCl₄ ].

In tutti e quattro i casi l’ordine della reazione dato dalla somma degli esponenti 2+1 = 3