Energia di attivazione e catalizzatori

Scuola secondaria di secondo gradoChimicaConversione del primo ordine secondo Arrhenius con profili energetici schematici con e senza catalizzatore

Fai clic sul grafico dell’energia o trascinalo per spostare la sonda lungo la coordinata di reazione. Aggiungi un catalizzatore, esegui esposizioni di uguale durata e confronta la conversione senza modificare le energie di reagenti e prodotti.

Paesaggio energetico della reazione

Percorso senza catalizzatorePercorso con catalizzatore
68340-34-6800.250.50.751Coordinata di reazioneEnergia relativa (kJ/mol)

0.00%

Quaderno delle misurazioni

Modifica la configurazione, verifica una previsione e salva il risultato. Vengono conservate fino a 12 istantanee.

Informazioni su questo esperimento

Esplora i profili energetici della coordinata di reazione e confronta le conversioni a parità di tempo. Abbassa una barriera con un catalizzatore, varia la temperatura e osserva quali grandezze cambiano mentre l’entalpia di reazione rimane costante.

Obiettivi di apprendimento

  • Distingui l’energia di attivazione dall’entalpia di reazione.
  • Usa la dipendenza dalla temperatura di Arrhenius per confrontare le costanti di velocità.
  • Spiega perché un catalizzatore modifica entrambe le barriere, senza cambiare le energie degli stati finali.

Come si usa

  1. 1Fai clic sul profilo energetico per leggere le energie dei reagenti, dello stato di transizione e dei prodotti.
  2. 2Esegui un’esposizione senza catalizzatore e salva la conversione e la costante di velocità.
  3. 3Aggiungi il catalizzatore e ripeti la stessa esposizione.
  4. 4Modifica indipendentemente l’entalpia di reazione e confronta le barriere della reazione diretta e inversa.

Il modello

La temperatura e l’energia di attivazione determinano la costante di velocità del primo ordine.
La differenza tra le barriere è l’entalpia di reazione.
Il tempo di dimezzamento si applica al modello del primo ordine scelto.

Ipotesi

  • I profili energetici uniformi sono diagrammi schematici delle coordinate di reazione, non calcoli di potenziali molecolari.
  • Il fattore preesponenziale è fissato a un milione al secondo. L’andamento temporale segue una legge irreversibile di scomparsa del primo ordine.
  • Il termine esponenziale di Arrhenius non è una frazione misurata di tutte le collisioni molecolari. L’orientamento e le distribuzioni dettagliate dell’energia non vengono risolti.
  • Un catalizzatore abbassa le barriere diretta e inversa della stessa quantità stabilita. Non sposta nessuno dei due estremi né calcola una nuova resa all’equilibrio.

Provalo in classe

  1. Q1Perché una piccola riduzione della barriera può causare un grande aumento della velocità?
  2. Q2Perché un catalizzatore non modifica la differenza di energia tra reagenti e prodotti?

Domande frequenti

La sonda energetica in movimento è una molecola che reagisce?

No. Campiona una coordinata di reazione schematica indipendentemente dal tempo fisico di esposizione.

Questa curva irreversibile può prevedere la composizione all’equilibrio?

No. Isola la conversione del primo ordine e il confronto delle velocità secondo Arrhenius. L’equilibrio richiede un modello reversibile.