TERMOCHIMICA I

Qui sotto sono mostrati i diagrammi energetici per alcune classiche reazioni chimiche: in ordinata abbiamo quindi l'energia ed in ascissa un parametro chiamato coordinata di reazione (descrivibile come una distanza tra le molecole nel cammino che favorisce la reazione chimica in oggetto).
Si noti che in tutti i casi è necessario che i reagenti (a sinistra nella figura) superino una certa barriera di energia per trasformarsi in prodotti (a destra della figura. È questa barriera di energia ad opporsi ai processi tra sostanze che la termodinamica imporrebbe con i suoi principi e che rende "stabili" sostanze che altrimenti non potremo osservare come per esempio la calce viva (CaO), il diamante (C), ecc.
Perfino gli esseri viventi (le "unità carbonio" in alcuni film di fantascienza) potrebbero subire "l’autocombustione" per azione dell’ossigeno dell’aria se non ci fosse una barriera energetica (piuttosto alta) che si oppone ad un tale processo!

1) reazione cosidetta "termoneutrale" senza grandi variazioni di energia tra reagenti e prodotti.
2) reazione esotermica, i prodotti hanno un contenuto energetico totale inferiore a quello dei reagenti.
3) reazione endotermica, i prodotti hanno un contenuto energetico totale superiore a quello dei reagenti.
4) reazione analoga alla 1) dove però la presenza del catalizzatore abbassa la barriera di energia tra reagenti e prodotti, accelerando la velocità di reazione.

L’energia minima che bisogna fornire ai reagenti per metterli in condizione di reagire si chiama energia di attivazione. Alcune reazioni che per loro natura sono estremamente lente possono decorrere più velocemente, se non addirittura violentemente, se ai reagenti si aggiungono particolari sostanze dette catalizzatori. Un catalizzatore viene definito come una sostanza capace di influire sulla velocità di una reazione senza prender parte nell’equazione chimica della reazione.
La velocità di una reazione è tanto maggiore quanto più piccola la barriera energetica tra reagenti e prodotti. La temperatura agisce sul moto delle molecole: aumentando la temperatura aumenta la velocità delle molecole e quindi il numero di urti (a mo’ di autoscontro) e l’energia di impatto tra le molecole, due parametri legati alla reattività. Anche la concentrazione, agendo sul numero di molecole, aumentando favorisce la velocità di una reazione chimica.

Bibliografia
S. Passananti, S. Ponente, C. Sbriziolo “Principi di chimica” Tramontana 2000
Adolfo Ferrari "Trattato di chimica generale ed inorganica" 1965