cinetica 2

2º de Bachillerato. Cinética química.

Introducción
Para que una reacción química tenga lugar no sólo es necesario que esté favorecida
termodinámicamente, sino que además, es necesario que se de a una velocidad
suficiente.
La combustión del fósforo de una cerilla es un fenómeno rápido,
pero el fósforo permanece en contacto con el oxígeno del aire sin
alterarse, a menos que el calor delroce inicie el proceso.
En algunos casos interesa acelerar las reacciones químicas,
como en los procesos industriales de fabricación de productos.
En otras ocasiones interesa retardar los procesos, como en la
conservación de alimentos.
La cinética química estudia la velocidad a la que ocurren las
reacciones químicas, los factores que la determinan, las leyes y
teorías que la determinan.
Eneste tema estudiaremos la velocidad en la que ocurren las
reacciones, los factores que modifican dicha velocidad y las teorías que permiten explicar
dichos factores. Veremos los distintos tipos de catalizadores y su mecanismo de
actuación, así como algunas de sus aplicaciones industriales.

Objetivos
• Conocer el significado de la velocidad de
una reacción.
• Idear y valorar experienciasque permita
obtener la ecuación de velocidad de una
reacción.
• Comprender
el
significado
del
mecanismo de una reacción.
• Conocer las teorías que explican cómo
transcurren las reacciones químicas, es
decir, la evolución de la energía del
sistema a medida que se produce la
reacción.
• Entender los factores que influyen en la velocidad de una reacción y aprender a
modificarlos en elsentido que permitan acelerar o retardar los procesos químicos
según nos convengan.
• Valorar la importancia de los catalizadores como modificadores de la velocidad de
una reacción.

Concepto de velocidad
En una reacción química los reactivos desaparecen progresivamente en el transcurso de
la reacción, mientras los productos aparecen. La velocidad de reacción permite medir
cómo varían lascantidades de reactivos y productos a lo largo del tiempo.
Utilizando la concentración como medida de la cantidad de sustancia se define la
velocidad de reacción como la variación de concentración de reactivo o producto
por unidad de tiempo.
Para una reacción genérica expresada por:
aA + bB → cD + dD
definimos la velocidad de reacción como:
V a=

−d [ A]
dt

V b=

−d [ B]
dtPuesto que los reactivos desaparecen será negativa y por tanto la definición implica un
valor positivo de la velocidad de reacción.

En las curvas de la figura se observa cómo la pendiente de la recta tangente a la curva
correspondiente al reactivo A es negativa, mientras la pendiente de la curva del producto
C es positiva.

La velocidad de una reacción en un instante dado es igual a lapendiente de la recta
tangente a la curva concentración-tiempo, en el punto correspondiente a ese instante.
Las unidades de la velocidad de reacción son mol·l -1s-1.
Definida de esta manera, y dado el ajuste de la reacción, se hace evidente que estas
velocidades no son iguales, dado que dependen del coeficiente estequiométrico, pudiendo
afirmarse:

Ecuación de velocidad
La velocidad de reacciónse obtiene experimentalmente. A partir de las velocidades
iniciales de reacción para los reactivos y variando sus concentraciones iniciales, se puede
determinar la expresión matemática que relaciona la velocidad con las concentraciones. A
esta expresión se le conoce como ley diferencial de velocidad o ecuación de velocidad.
α

v=k [ A] [B ]

β

Los exponentes α y β se denominan órdenesparciales de reacción. La suma α + β se
llama orden total de reacción.
Aunque en algunas reacciones simples α y β podrían coincidir con los coeficientes
estequimétricos, en general no es así, y deben determinarse experimentalmente.
La constante k se denomina constante de velocidad. Su valor es característico de cada
reacción y depende de la temperatura de reacción. Las unidades de la...