Idrocarburi

Velocità di reazione: variazione della concentrazione di prodotto Δ[P] o di reagente Δ[R] nell’intervallo di tempo Δt (le parentesi quadre indicano le concentrazioni molari). È una grandezza intensiva, cioè non dipende dalla massa del sistema. Durante una reazione chimica, la velocità di reazione non è costante. È più alta all’inizio e diminuisce verso la fine della reazione.
Energia di attivazione: perché avvenga una reazione devono verificarsi contemporaneamente 3 condizioni:
1.che si verifichi un certo numero di urti fra le molecole dei reagenti;
2.che le collisioni avvengano con una orientazione appropriata;
3.che l’energia sia sufficiente a effettuare la trasformazione.
È l’energia minima che occorre per iniziare una reazione, rompendo alcuni legami dei reagenti.
Stato di transizione: fase intermedia di una reazione in cui i legami tra i reagenti si stanno rompendo e si stanno formando quelli tra i prodotti.
Complesso attivato: composto intermedio che ha un contenuto energetico superiore sia a quello dei reagenti sia a quello dei prodotti. È molto instabile.
Catalizzatore: sostanza che accelera una reazione chimica modificandone il percorso, senza consumarsi durante la trasformazione.
1.catalizzatori omogenei: operano nella stessa fase dei reagenti e dei prodotti;
2.catalizzatori eterogenei: operano in una fase diversa da quella dei reagenti e dei prodotti.
Fattori che influenzano la velocità di reazione:
•la natura dei reagenti: la velocità di reazione dipende dalla natura delle sostanze reagenti;
•la concentrazione: se la concentrazione di uno o più reagenti aumenta, anche la velocità cresce. Quando in un determinato volume ci sono più atomi, molecole o ioni, il numero di urti aumenta e quindi è più alta la probabilità che vi sia reazione;
•la temperatura: l’aumento della temperatura corrisponde ad urti più frequenti e più violenti. Aumenta la percentuale di molecole attive, dotate di energia sufficiente a superare la barriera energetica;
•la superficie di contatto: per reazioni in fase gassosa e in soluzione, la superficie di contatto non incide sulla velocità di reazione, in quanto le molecole sono libere di urtarsi. Nei solidi solo le molecole e gli atomi che si trovano in superficie sono esposti all’ambiente di reazione. Quanto più fini sono le particelle solide, tanto maggiore è la superficie esposta e più rapida è la reazione.
Idrocarburi: composti formati soltanto da carbonio e idrogeno
Isomeria: si dicono isomeri i composti che possiedono lo stesso numero di atomi dello stesso tipo, ma che differiscono per il modo in cui tali atomi sono legati tra loro.
Isomeria di conformazione negli alcani: le molecole degli alcani e dei cicloalcani non sono rigide; infatti gli atomi di carbonio possono ruotare e assumere differenti orientazioni nello spazio, dette conformazioni della molecola. Etano C2H6 possiede 2 conformazioni spaziali:
•sfalsata: gli H legati a 2 carboni sono completamente sfalsati gli uni rispetto agli altri; più stabile;
•eclissata: gli atomi di H legati a un carbonio ricoprono gli atomi di H legati all’altro carbonio; contenuto energetico più elevato, quindi meno stabile.
Proprietà fisiche e chimiche di alcani e cicloalcani: il punto di ebollizione cresce con regolarità all’aumentare del peso molecolare.
•Alogenazione: la reazione di alogenazione è data da cloro (Cl) e bromo (Br).
•Combustione: gli alcani e i cicloalcani sono utilizzati come combustibili liquidi e gassosi. Combustione degli alcani: CnH(2n+2) + O2 → CO2 +H2O + calore
Petrolio: la formazione è dovuta all’azione di batteri anaerobici su materiali organici di origine vegetale. La materia organica da cui si è formato il petrolio è databile a 500 milioni di anni fa.
Isomeria cis-trans: isomeri cis e trans sono costituiti da molecole che hanno gli stessi tipi di legami tra atomi, ma diversa disposizione nello spazio. L’isomero cis ha i gruppi simili dalla stessa parte, mentre l’isomero trans ha i gruppi dalla parte opposta rispetto al doppio legame. I 2 isomeri cis e trans hanno differenti proprietà: un diverso punto di fusione e di ebollizione e diversa polarità. L’isomero trans essendo maggiormente simmetrico è meno polare del cis o del tutto apolare.
Idrocarburi aromatici: il principale esponente è il benzene (C6H6). I 6 elettroni corrispondenti ai 3 doppi legami, sono sparsi (delocalizzati) su tutta la molecola.
•Proprietà fisiche: sono eccellenti solventi di sostanze poco polari. I vapori di benzene, toluene e xilene sono tossici. Il benzene danneggia il midollo osseo e inibisce la formazione dei globuli rossi. Il naftalene (naftalina) non è completamente sicuro.