Cinetica Quimica

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E.I.S

QUIMICA GENERAL

CINÉTICA QUÍMICA
Introducción
Los criterios termodinámicos sobre espontaneidad y equilibrio permiten predecir si una reacción
química puede o no ocurrir, pero no indican la velocidad a la que se produce dicha reacción.
Es decir una reacción química con un ΔG < 0 debe alcanzar el equilibrio sin embargo el tiempo
necesario para esto no puede ser predicho por latermodinámica.
Algunas sustancias cuando reaccionan lo hacen en forma lenta, por ejemplo el hierro en presencia de
aire; otras reaccionan rápidamente, como por ejemplo el sodio en presencia de aire; y hay sustancias
como el papel (celulosa) que en presencia de aire no reaccionarían jamás sin el auxilio de fuego, pero
una vez comenzada la reacción de combustión ésta se desarrolla rápidamente.Por lo tanto la
velocidad de una reacción química puede variar desde un valor tendiente a infinito hasta
prácticamente cero.
En la mayoría de los casos interesa acelerar las reacciones químicas, como ocurre en la fabricación
industrial de productos, en la curación de una herida o una enfermedad, crecimiento de las plantas o
maduración de frutos. En otros interesa retardar una reacciónperjudicial como la corrosión del hierro y
otros metales, la alteración de los alimentos, etc.
Por todo esto es importante conocer como ocurren las reacciones químicas, es decir el estudio de las
velocidades de reacción que no solo se refiere a la rapidez en que se transforman los reactivos en
productos sino también a la secuencia de los procesos a través de los cuales ocurre la transformación.
Laparte de la química que se dedica al estudio de las velocidades de las reacciones químicas, los
mecanismos a través de los cuales se producen y los factores que influyen en las mismas se llama
cinética química.
El mecanismo es la secuencia de eventos químicos individuales cuyo resultado global produce la
reacción observada. La cinética química considera todos los factores que influyen sobre ellaexplicando la causa de la magnitud de esa velocidad de reacción.
Velocidad de reacción
La velocidad de reacción es el cambio de alguna variable química, como la concentración en función
del tiempo. Los reactivos se van transformando en productos con el transcurso del tiempo, por lo tanto
una cantidad de los reactivos desaparece por unidad de tiempo o bien la cantidad de los productos
que seforman por unidad de tiempo.
Se puede escribir la velocidad media de reacción para reactivo (R) y producto (P) como:

V 

C R C P

t
t

También se puede definir la velocidad instantánea como:

t  0

V

dC P
dC R

dt
dt

Mg. Ing. Griselda Mazza

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QUIMICA GENERAL

E.I.S

En general, se utilizan concentraciones expresadas normalmente en molaridad dado que enla
mayoría de los casos los reactivos como los productos se hallan en disolución ya sea líquido, sólido o
gaseoso, y como unidad de tiempo el segundo.
Ejemplo en la formación del amoníaco:
N2(g) +3 H2(g)

2 NH3(g)

La concentración del nitrógeno y el hidrógeno disminuye con el tiempo (derivada negativa) pero como
por cada mol de nitrógeno se consumen tres de hidrógeno, la velocidad dedesaparición del hidrógeno
es tres veces mayor que la del nitrógeno. La concentración de amoníaco aumenta con el tiempo
(derivada positiva), pero además por cada mol de nitrógeno se forman dos moles de amoníaco, la
velocidad de formación de amoníaco será el doble que la desaparición del nitrógeno.
Dado que la masa se mantiene constante la velocidad con la que aparecen los productos tiene queser igual a la velocidad con la que desaparecen los reactivos, por lo tanto:
V 

d N 2 
1 d H 2  1 d NH 3 
 

dt
3 dt
2 dt

En general, se puede escribir para una reacción directa:
a A +b B
mM+nN
V 

1 d A
1 d B 1 d M  1 d N 
 


a dt
b dt
m dt
n dt

La velocidad de la reacción se la define como la derivada de la concentración de un producto o de...