Ultimo aggiornamento: 2026-07-01

Che cosa descrive una legge cinetica

Una legge cinetica collega la velocità di una reazione alle concentrazioni dei suoi reagenti. Per una reazione che dipende da un solo reagente A assume la forma

$$\text{rate} = k\,[A]^{\,n}$$

dove k è la costante di velocità e n è l’ordine di reazione rispetto ad A. L’ordine è una grandezza sperimentale: non si legge dall’equazione bilanciata e va misurato. Il metodo delle velocità iniziali è il modo più diretto per ricavarlo.

Il metodo delle velocità iniziali

L’idea è eseguire la reazione due volte con concentrazioni iniziali diverse di A e registrare ogni volta la velocità iniziale: la velocità proprio all’inizio, prima che si accumulino i prodotti. Scrivendo la legge cinetica per entrambi gli esperimenti e dividendo l’una per l’altra, la costante si elide:

$$\frac{r_2}{r_1} = \left(\frac{[A]_2}{[A]_1}\right)^{\,n}$$

Prendendo i logaritmi si isola l’ordine:

$$n = \frac{\ln\left(r_2 / r_1\right)}{\ln\left([A]_2 / [A]_1\right)}$$

Noto n, la costante di velocità si ottiene sostituendolo in uno degli esperimenti:

$$k = \frac{r_1}{[A]_1^{\,n}}$$

Simbolo	Grandezza	Unità
[A]₁, [A]₂	Concentrazioni di A nei due esperimenti	mol/L
r₁, r₂	Velocità iniziali nei due esperimenti	mol/(L·s)
n	Ordine di reazione rispetto ad A	adimensionale
k	Costante di velocità	dipende dall’ordine

Esempio svolto

Una reazione viene studiata a due concentrazioni di A:

• Esperimento 1: [A]₁ = 0,10 mol/L, r₁ = 0,0020 mol/(L·s)
• Esperimento 2: [A]₂ = 0,20 mol/L, r₂ = 0,0080 mol/(L·s)

1. Rapporto delle concentrazioni: [A]₂/[A]₁ = 0,20 / 0,10 = 2.
2. Rapporto delle velocità: r₂/r₁ = 0,0080 / 0,0020 = 4.
3. Ordine: n = ln(4) / ln(2) = 1,386 / 0,693 = 2.
4. Costante di velocità: k = r₁ / [A]₁ⁿ = 0,0020 / (0,10)² = 0,20 L/(mol·s).

Raddoppiando la concentrazione la velocità è quadruplicata, il segno distintivo di una reazione del secondo ordine. La costante di velocità risulta 0,20 L/(mol·s).

Leggere l’ordine

Per gli ordini interi la scorciatoia è osservare l’effetto di una variazione di concentrazione sulla velocità.

Variazione di concentrazione	Variazione di velocità	Ordine
Raddoppiare [A]	Invariata	0
Raddoppiare [A]	Raddoppia	1
Raddoppiare [A]	Quadruplica	2

Una reazione di ordine zero procede a velocità fissa indipendentemente da quanto A sia presente, frequente quando una superficie o un catalizzatore sono saturi. Una del primo ordine segue direttamente la concentrazione, e una del secondo ordine risponde al suo quadrato.

Unità della costante di velocità

Poiché la velocità è sempre in mol/(L·s) ma la concentrazione è elevata a potenze diverse, le unità di k cambiano con l’ordine:

Ordine	Unità di k
0	mol/(L·s)
1	s⁻¹
2	L/(mol·s)

Questo calcolatore riporta k come numero puro; aggiungi le unità adatte all’ordine trovato quando annoti il risultato.

Quando l’ordine non è intero

Un ordine frazionario — per esempio 0,5 o 1,5 — è un risultato reale e comune. Di solito segnala che la reazione osservata è la somma di più stadi elementari anziché di un singolo urto, perciò l’ordine complessivo non deve necessariamente essere intero. Se una misura cade vicino a un numero intero senza coincidervi, la differenza è spesso solo dispersione sperimentale; ripetere l’esperimento o aggiungere altri punti di concentrazione affina la stima.

Calcoli correlati

L’ordine e la costante di velocità trovati qui confluiscono direttamente nelle leggi cinetiche integrate, che descrivono come la concentrazione diminuisce nel tempo per reazioni di ordine zero, uno e due. Lo strumento per la velocità media di reazione aiuta a trasformare dati grezzi concentrazione-tempo nelle velocità iniziali richieste da questo metodo.

Domande frequenti (FAQ)

Che cos’è il metodo delle velocità iniziali?

Il metodo delle velocità iniziali ricava una legge cinetica confrontando la velocità iniziale di reazione a diverse concentrazioni di partenza. Per un singolo reagente A con rate = k·[A]ⁿ bastano due esperimenti: il rapporto tra le velocità è uguale al rapporto tra le concentrazioni elevato a n, perciò l’ordine si ottiene con un solo logaritmo.

Misurare la velocità proprio all’inizio evita le complicazioni dovute all’accumulo di prodotto o alla reazione inversa.

Come trovo l’ordine di reazione da due esperimenti?

Dividi la seconda velocità per la prima, la seconda concentrazione per la prima, poi calcola n = ln(r₂/r₁) ÷ ln([A]₂/[A]₁). Se raddoppiando la concentrazione la velocità resta invariata l’ordine è 0; se raddoppia è 1; se quadruplica è 2. Le piccole deviazioni da un numero intero derivano di solito da errori di misura.

Come trovo la costante di velocità una volta noto l’ordine?

Sostituisci l’ordine in rate = k·[A]ⁿ usando uno degli esperimenti e ricava k = velocità ÷ [A]ⁿ. Entro l’errore sperimentale entrambi gli esperimenti dovrebbero dare la stessa k, una verifica utile della correttezza dell’ordine.

Quali sono le unità della costante di velocità?

Le unità di k dipendono dall’ordine complessivo affinché rate = k·[A]ⁿ resti coerente in mol/(L·s). Una costante del primo ordine ha unità s⁻¹, una del secondo ordine L/(mol·s) e una di ordine zero mol/(L·s). Poiché le unità cambiano con l’ordine, qui la costante è riportata come numero puro; aggiungi le unità adatte all’ordine quando la annoti.