Gerges Manuel e Narvaez Luigi
‘‘ITT. E. Molinari’’
Chimica e Velocità
Il dualismo delle reazioni chimiche
• Termodinamica
Branca della chimica - fisica che
studia e descrive la spontaneità di
una reazione dal punto di vista
energetico.
• Cinetica
Branca della chimica che studia e
descrive i meccanismi di una
reazione e i fattori che ne
influenzano la velocità.
Sadi Carnot nel 1824
dimostrò la possibilità di
ottenere lavoro
attraverso lo scambio di
calore e introdusse il
concetto di rendimento
termodinamico.
Svante Arrhenius nel 1889
formulò l’equazione che
mette in relazione la
costante di velocità con la
variazione di temperatura.
Chimica e Velocità
Princìpi della termodinamica
• Principio Zero: ‘‘Se i corpi A e B sono
entrambi in equilibrio termico con un
terzo corpo C, allora lo sono anche fra
loro.’’
• Primo Principio: ‘‘L’energia può essere
convertita da una forma all’altra, ma non
può essere né creata né distrutta’’
Un sistema può variare il proprio
contenuto energeticosolo attraverso
scambi di calore e di lavoro con l’ambiente.
ΔU=Q-L
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Princìpi della termodinamica
• Terzo principio: ‘‘Non è possibile
raggiungere lo zero assoluto tramite
un numero finito di operazioni
(trasformazioni termodinamiche)’’.
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Cinetica chimica
L'importanza della cinetica è notevole, in quanto risiede alla base di
ogni progettazione dei processi chimici produttivi, in particolare
riguardo agli aspetti inerenti alla sicurezza.
I fattori che influenzano la velocità di reazione sono:
1.Natura dei reagenti
2.Superficie di contatto
3.Concentrazione dei reagenti
4.Temperatura
5.Presenza di catalizzatori
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Here comes the BOOM: la velocità di reazione
Contatto tra sodio metallico e acqua
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Chimica e Velocità
Le reazioni di ordine zero e primo ordine
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Le reazioni di secondo e n ordine
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Quando la velocità è
Fisiologica: cinetica enzimatica
• All’interno del nostro organismo le reazioni biochimiche vengono
catalizzate (aumentandone o diminuendone la velocità) da particolari
proteine, specifiche per ogni reazione: gli enzimi.
• L’importanza della varietà degli enzimi risiede nel fatto che nel caso
possedessimo un ipotetico ‘‘enzima universale’’, le reazioni all’interno
del nostro corpo avverrebbero in maniera concertata, portandoci
all’autocombustione.
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Forme uniche della continuità nello spazio
Possibile destino umano in possesso
d’enzima universale
Struttura Acil-CoA
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Modelli di catalisi enzimatica
• Modello chiave serratura, secondo il quale l'enzima ed il substrato
possiedono una forma esattamente complementare che ne permette
un incastro perfetto. Si deduce così la specificità degli enzimi.
• Modello ‘‘Induced Fit’’: il substrato non si lega semplicemente ad un
sito attivo rigido, ma genera un rimodellamento del sito stesso, che lo
porta ad un legame più stabile in modo da portare correttamente a
termine la sua attività catalitica
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L’equazione di Michaelis - Menten
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Clock Reaction
• Le clock reaction - reazioni oscillanti - sono
affascinanti processi chimici in cui
l’equilibrio si sposta fortemente da una
parte all’altra
• Dopo una serie di spostamenti, la reazione
giunge all’equilibrio
• Un esempio di questa tipologia di reazione
è la Briggs-Rauscher, di cui sono riportati i
fotogrammi delle due fasi
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Ringraziamenti
• Si ringrazia di cuore i Professori Cesare Brivio e Paola Negri dell’ITT E. Molinari per
averci dato la possibilità di conseguire questo obiettivo.
• Si ringrazia inoltre l’ Associazione Italiana del Commercio Chimico per l’
opportunità offertaci.
Con Passione.
Luigi Narvaez
Manuel Gerges
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