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.

Chimica e Velocità

Svante Arrhenius nel 1889 formulò l’equazione che mette in relazione la costante di velocità con la variazione di temperatura.

Sadi Carnot nel 1824 dimostrò la possibilità di ottenere lavoro attraverso lo scambio di calore e introdusse il concetto di rendimento termodinamico.

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

Chimica e Velocità

Princìpi della termodinamica

Chimica e Velocità

• Terzo principio: ‘‘Non è possibile raggiungere lo zero assoluto tramite un numero finito di operazioni (trasformazioni termodinamiche)’’.

Chimica e Velocità

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 catalizzatoriChimica e Velocità

Here comes the BOOM: la velocità di reazione

Chimica e Velocità

Contatto tra sodio metallico e acqua

Chimica e Velocità

Chimica e Velocità

Le reazioni di ordine zero e primo ordine

Chimica e Velocità

Le reazioni di secondo e n ordine

Chimica e Velocità

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.

Chimica e Velocità

Chimica e Velocità

Forme uniche della continuità nello spazio

Possibile destino umano in possesso d’enzima universale

Struttura Acil-CoA

Modelli di catalisi enzimatica

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• 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

L’equazione di Michaelis - Menten

Chimica e Velocità

Clock Reaction

Chimica e Velocità

• 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

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.

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Con Passione.

Luigi Narvaez

Manuel Gerges