Sistema e ambiente
Per sistema si intendono le sostanze che partecipano alla reazione chimica.
L'ambiente è ciò che è esterno al sistema.
Un sistema può essere:
- aperto, quando scambia materia ed energia con l'ambiente;
- chiuso, quando scambia solo energia con l'ambiente;
- isolato, se non scambia né energia né materia.
Perché avvengono le reazioni chimiche
Una reazione consiste nella demolizione di alcune strutture molecolari affinché che le particelle si riaggreghino in modo differente. Ad esempio:
2Fe + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2
Questa è una reazione che avviene spontaneamente, ma ci chiediamo perché il ferro rompa i suoi legami per andare ad unirsi con il cloro e perché il cloro preferisce legarsi con il ferro piuttosto che con l'idrogeno?
Prendiamo un'altra reazione:
2Au + CaCl2 → Ca + 2AuCl
La reazione è formalmente corretta ma in natura non avviene.
Noi possiamo scrivere qualsiasi reazione in modo formalmente corretto ma non è detto che avvenga.
Una reazione è spontanea, cioè senza aiuto dall'esterno, quando nel passaggio dai reagenti ai prodotti si ha una diminuzione dell'energia del sistema: reazione esotermica o esoergonica.
Una reazione endotermica o endoergonica non avviene spontaneamente a temperatura ambiente perché i prodotti possiedono una quantità di energia maggiore rispetto ai reagenti, cioè occorre fornire energia per far avvenire la reazione.
Non basta conoscere la quantità di energia del sistema perché esistono reazioni spontanee che per procedere hanno bisogno di centinaia di anni.
Quali sono le condizioni perché una reazione possa avvenire?