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ENGLISH
30-03-2025 - Chemistry Basics - Kinetics of Chemical Reactions [EN]-[IT]
With this post I would like to give a brief instruction about the topic mentioned in the subject
(code notes: X_61)
Kinetics of Chemical Reactions
image created with artificial intelligence, the software used is Microsoft Copilot
Introduction
When we talk about chemistry we must also talk about kinetics.
In simple words, kinetics in physics studies the movement of objects, but kinetics encompasses other contexts such as chemical kinetics.
So what is kinetics of chemical reactions?
Kinetics of chemical reactions is the study of the speed at which chemical reactions occur. This study also includes the study of the factors that influence this speed.
The key concepts of chemical reaction kinetics are the following:
1-Reaction speed
2-Factors that influence the reaction speed
3-Collision theory
4-Kinetic equations
5-Reaction mechanisms
Chemical kinetics
image created with artificial intelligence, the software used is Microsoft Copilot
We can summarize everything by saying that there are two fundamental aspects that govern every chemical reaction: the speed with which the reaction proceeds and the tendency of the reactants to transform into products.
If you cut an apple in half you will notice that after a while the sectioned part becomes dark and the more time passes the more visible the effect. The process is due to a series of biochemical reactions that transform some substances contained in the apple, polyphenols, into complex structures with a characteristic dark color (a phenomenon called enzymatic browning). Therefore, a cut apple does not become dark immediately, but takes a certain amount of time, because the chemical reactions underlying enzymatic browning have a certain reaction speed. In this case, we are perfectly aware that the chemical reaction does not occur instantaneously.
It is easy to observe even at home that if you repeat the experiment at two different temperatures (for example, by placing one half of the apple in the refrigerator at 4 °C and the other half in a thermostatic bath at 37 °C - 40 °C) the browning speed is different.
This will be slower at low temperatures, while it will be faster at high temperatures. So now we can deduce that temperature is a fundamental parameter in influencing the reaction speed.
Mathematical definitions
Disappearance rate
Let's consider a generic chemical reaction aA-->pP where a and p (in lowercase) are the stoichiometric coefficients of the reaction. The disappearance rate of the reagent A is understood as the number of moles of A consumed per unit of volume and per unit of time.
Formation rate
The formation rate of the reagent P is understood as the number of moles of P formed per unit of volume and per unit of time. Below is the mathematical expression.
Unique reaction rate
Since for each mole of A consumed, p/a moles of P must be formed (based on the stoichiometry of the reaction) it is possible to define a unique reaction rate (regardless of the stoichiometric coefficients) as follows:
Conclusions
The kinetics of chemical reactions is the study of the rate at which chemical reactions occur. The study of chemical reaction kinetics is important for the optimization of industrial processes, for the development of new materials and for the prevention of accidents.
Question
Knowing the kinetics of reactions helps to prevent serious accidents and to understand the development of particularly dangerous reactions. Did you know that the kinetics of chemical reactions is a very important topic for fire prevention?
ITALIAN
30-03-2025 - Basi di chimica - Cinetica delle reazioni chimiche [EN]-[IT]
Con questo post vorrei dare una breve istruzione a riguardo dell’argomento citato in oggetto
(code notes: X_61)
Cinetica delle reazioni chimiche
immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot
Introduzione
Quando parliamo di chimica dobbiamo anche parlare di cinetica.
In parole semplici la cinetica in fisica studia il movimento degli oggetti, ma la cinetica abbraccia altri contesti come quello della cinetica chimica.
Allora che cosa è la cinetica delle reazioni chimiche?
La cinetica delle reazioni chimiche è lo studio della velocità con cui avvengono le reazioni chimiche. Questo studio comprende anche lo studio dei fattori che influenzano questa velocità.
I concetti chiave della cinetica delle reazioni chimiche sono i seguenti:
1-Velocità di reazione
2-Fattori che influenzano ola velocità di reazione
3-Teoria delle collisioni
4-Equazioni cinetiche
5-Meccanismi di reazione
Cinetica chimica
immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot
Possiamo sintetizzare il tutto dicendo che ci sono due aspetti fondamentali che governano ogni reazione chimica: la velocità con cui la reazione procede e la tendenza dei reagenti a trasformarsi in prodotti.
Se si taglia una mela a metà si nota che dopo un po’ di tempo la parte sezionata diventa scura e più passa il tempo più l’effetto è visibile. Il processo è dovuto ad una serie di reazioni biochimiche che trasformano alcune sostanze contenute nella mela, i polifenoli, in strutture complesse dal caratteristico colore scuro (fenomeno chiamato imbrunimento enzimatico). Dunque una mela tagliata non diventa scura immediatamente, ma impiega un certo tempo, perché le reazioni chimiche alla base dell’imbrunimento enzimatico hanno una certa velocità di reazione. In questo caso ci rendiamo perfettamente conto che la reazione chimica non avviene istantaneamente.
È facile osservare anche in casa che se si ripete l’esperimento a due temperature diverse (ad esempio mettendo una metà della mela nel frigorifero a 4 °C e l’altra metà in un bagno termostatico a 37°C - 40°C) la velocità di imbrunimento è diversa.
Questa sarà più lenta a bassa temperatura, mentre sarà più veloce ad alta temperatura. Quindi ora possiamo dedurre che la temperatura è un parametro fondamentale nell’influenzare la velocità di reazione.
Definizioni matematiche
Velocità di scomparsa
Consideriamo una generica reazione chimica aA-->pP dove a e p (in minuscolo) sono i coefficienti stechiometrici della reazione. La velocità di scomparsa del reagente A è intesa come il numero di moli di A consumate per unità di volume e per unità di tempo.
Velocità di formazione
La velocità di formazione del reagente P è intesa come il numero di moli di P formate per unità di volume e per unità di tempo. Qui di seguito l'espressione matematica.
Velocità di reazione unica
Poiché per ogni mole di A che si consuma devono formarsi p/a moli di P (in base alla stechiometria della reazione) è possibile definire una velocità di reazione unica (a prescindere dai coefficienti stechiometrici) nel modo seguente:
Conclusioni
La cinetica delle reazioni chimiche è lo studio della velocità con cui le reazioni chimiche avvengono. Lo studio della cinetica delle reazioni chimiche è importante per ottimizzazione dei processi industriali, per lo sviluppo di nuovi materiali e per la prevenzione di incidenti.
Domanda
Conoscere la cinetica delle reazioni aiuta a prevenire incidenti gravi ed a conoscere lo sviluppo di reazioni particolarmente pericolose. Lo sapevate che la cinetica delle reazioni chimiche è un argomento molto importante per la prevenzione degli incendi?
THE END