I fattori che influenzano la velocità delle reazioni chimiche: esperienza di laboratorio

FATTORI CHE INFLUENZANO LA VELOCITA' DELLE REAZIONI CHIMICHE

Titolo dell’esperienza : i fattori che influenzano la velocità delle reazioni chimiche
Scopo dell’esperienza :
1.

Verificare come varia la velocità di reazione in funzione della concentrazione;
2. Verificare come varia la velocità di reazione in funzione della temperatura ;
3. Verificare come varia la velocità di reazione in presenza di catalizzatori.

I fattori che influenzano la velocità delle reazioni chimiche: esperimento di laboratorio

VELOCITA' DI REAZIONE ESPERIMENTO

Strumenti utilizzati : 2 cilindri graduati ; cronometro (sensibilità:centesimo di secondo); termometro (sensibilità: grado )
Materiali utilizzati : piastra riscaldante ; pipetta ; 4 beker ; spruzzetta , cristallizzatore .
Sostanze utilizzate : acqua distillata ; acido ossalico ; permanganato di potassio ; acido solforico

Riferimenti teorici :
La velocità di reazione è la variazione di concentrazione di un reagente o di un prodotto nell’unità di tempo.
Sperimentalmente è possibile dimostrare che la velocità di una reazione dipende da alcuni fattori :
1. La natura della reazione in esame ;
2.

La capacità dei reagenti di venire a contatto : Più grande sarà la superficie di contatto e più grande sarà la velocità di reazione. Per ottenere la massima superficie di contatto, se è possibile, conviene fare avvenire la reazione in fase omogenea cioè in soluzione o in fase gassosa.
3. La diversa concentrazione dei reagenti :aumentando la concentrazione dei reagenti, aumenta la probabilità di avere urti efficaci e, di conseguenza , la velocità di reazione.
4. Aumento della temperatura : all'aumentare della temperatura le molecole si agitano maggiormente rendendo più frequenti le collisioni e quindi aumentando la velocità delle reazioni.
5. La presenza di catalizzatori o inibitori : La presenza di un catalizzatore abbassa l'energia di attivazione aumentando la velocità di reazione. Il catalizzatore è una sostanza che messa insieme ai reagenti si ritrova inalterato alla fine della reazione ; gli inibitori al contrario alzano l’energia di attivazione diminuendo la velocità di reazione.
La velocità di reazione risulta essere proporzionale alla concentrazione delle specie chimiche coinvolte, ciascuna elevata ad una potenza (spesso un numero intero positivo, ma può essere anche un numero negativo, nullo o frazionario) nella cosiddetta equazione cinetica : V = K [A]n [B] m nA + mB  lC
“n” e “m” sono il numero di moli o di molecole che reagiscono per ottenere “l” numero di moli della soluzione.
“V” è la velocità della reazione , “A” e “B” sono i reagenti , K è la costante di velocità.

Tipi di reazioni chimiche

INFLUENZA DELLA TEMPERATURA SULLA VELOCITA' DI REAZIONE

Descrizione esperienza : l’esperienza di divide in tre fasi :
1° fase : verificare come varia la velocità di reazione in funzione della concentrazione.
1. Riempire 4 beker con 10 ml di permanganato di potassio aiutandosi con la pipetta se necessario .
2. Riempire altri 4 beker con 10 ml di acido ossalico aiutandosi sempre con la pipetta se necessario.
3. Aggiungere 2 ml di acido solforico in ognuno dei 4 beker contenenti acido ossalico .
4. Aggiungere nel secondo beker contenente acido ossalico e acido solforico 20 ml di acqua ; nel terzo beker 40 ml di acqua ; nel quarto beker 60 ml di acqua.(l’acqua diminuisce la concentrazione)
5. Versare il primo beker contenente acido solforico e acido ossalico nel primo beker contenente permanganato di potassio e cronometrare il tempo di reazione, ovvero, il tempo che necessita la reazione per divenire da colore violetto a incolore.
6. Versare il secondo beker contenente acido solforico , acido ossalico e acqua nel secondo beker contenente permanganato di potassio e cronometrare il tempo di reazione
7. Ripetere l’operazione 6. Per gli altri due beker
8. Riportare tutti i dati in una tabella e mostrare graficamente come la velocità di reazione varia a seconda della concentrazione.