Fattori che influenzano la cinetica di reazione

I fattori che influenzano la cinetica di una reazione sono:

• Concentrazione
• Temperatura
• Stato fisico e superficie di contatto
• Solvente
• Catalizzatore

In accordo con la teoria delle collisioni affinché avvenga una reazione i reagenti devono collidere tra loro secondo una determinata orientazione in modo che possano rompersi i legami tra i reagenti e possano formarsi i legami nei prodotti della reazione. Una reazione termodinamicamente favorita per la quale la variazione di energia libera è minore di zero può avvenire in tempi rapidi o in tempi più o meno lunghi.

Concentrazione

Tra i fattori che influenzano la cinetica di una reazione vi è la concentrazione dei reagenti: aumentando la concentrazione dei reagenti aumenta la probabilità che essi possano collidere dando origine a un urto efficace.

Temperatura

Un aumento della temperatura provoca un aumento dell’energia cinetica delle molecole e quindi la possibilità che esse abbiano l’energia minima detta energia di attivazione affinché l’urto sia efficace.

Stato fisico

Quando due reagenti si trovano nella stessa fase le loro particelle collidono più frequentemente rispetto a quando uno o entrambi i reagenti sono solidi o quando si trovano in solventi diversi immiscibili tra loro.

Se la reazione è eterogenea i reagenti si trovano in due fasi diverse e le collisioni possono avvenire solo all’interfaccia tra le due fasi e quindi la velocità della reazione diminuisce. In tal caso la velocità dipende dalla superficie della fase solida esposta a quella liquida.

Solvente

In talune reazioni la natura del solvente è uno dei fattori che influenza la velocità di una reazione. Ad esempio l’acetato di sodio reagisce con lo ioduro di metile per dare acetato di metile e ioduro di sodio:

CH₃COONa + CH₃I → CH₃COOCH₃ + NaI

La reazione avviene molto più rapidamente nel solvente organico dimetilformammide di quanto non avvenga in metanolo.

Quest’ultimo, infatti è un solvente protico e forma legami a idrogeno con lo ione acetato riducendo la reattività dell’ossigeno dello ione acetato.

La viscosità del solvente è un altro fattore che influenza la velocità di una reazione. Se i reagenti si trovano in un solvente viscoso si diffondono meno rapidamente rispetto a quanto facciano in un solvente meno viscoso collidendo con una frequenza inferiore con conseguente rallentamento della reazione.

Catalizzatore

Capita frequentemente che, pur operando nelle condizioni più favorevoli, una reazione avvenga in tempi lunghissimi in quanto caratterizzata da una elevata energia di attivazione.

È quindi necessario ricercare un catalizzatore idoneo che ha la funzione di velocizzare la reazione in quanto ne abbassa l’energia di attivazione.