Entalpia · Entropia

Termodinamica e cinetica rispondono a domande diverse

L’energia di attivazione è legata alla barriera energetica che separa reagenti e prodotti lungo un determinato percorso di reazione. Una reazione può essere termodinamicamente favorevole e tuttavia molto lenta se la barriera è alta.

ΔG indica se una trasformazione è favorita termodinamicamente nelle condizioni considerate; l’energia di attivazione e il meccanismo influenzano invece la velocità. Il diamante, per esempio, può essere metastabile rispetto alla grafite ma non si trasforma rapidamente a temperatura ambiente perché il percorso richiede il superamento di barriere elevate.

Lungo una coordinata di reazione, il massimo energetico associato a un passaggio elementare corrisponde allo stato di transizione. Non è una molecola stabile isolabile in condizioni ordinarie: è una configurazione fugace nella regione di barriera.

Per molte reazioni, la dipendenza della costante cinetica dalla temperatura è descritta da k = Ae −Eₐ/RT . Poiché Eₐ compare nell’esponente, anche variazioni moderate di temperatura possono modificare notevolmente la velocità.

Un catalizzatore cambia il percorso della reazione e riduce la barriera cinetica effettiva. Non rende i prodotti più stabili e non cambia ΔG globale. Per questo accelera il raggiungimento dell’equilibrio senza spostarne la posizione.