cinetica quimica

Cinetica quimica
La cinética química es un área de la fisicoquímica que se encarga del estudio de la rapidez de reacción, cómo cambia la rapidez de reacción bajo condiciones variables y qué eventos moleculares se efectúan mediante la reacción general (Difusión, ciencia de superficies, catálisis). La cinética química es un estudio puramente empírico y experimental; el área química que permiteindagar en las mecánicas de reacción se conoce como dinámica química.

Cinética de las reacciones

El objeto de la cinética química es medir la rapidez de las reacciones químicas y encontrar ecuaciones que relacionen la rapidez de una reacción con variables experimentales.

Experimentalmente la velocidad de una reacción puede ser descrita a partir de la(s) [concentración(es) de las especiesinvolucradas en la reacción y una constante k, sin embargo esta puede depender de numerosos factores (el solvente utilizado, el uso de catalizadores, fenomenos de transporte, material del reactor, etc...), haciendo muy complejo el proceso de determinación de velocidades de reacción.

Se puede clasificar a las reacciones en simples o complejas dependiendo de el numero de pasos o de estados detransición que deben producirse para describir la reaccion quimica, si solo un paso es necesario (un estado de transición) se dice que la velocidad de reacción es simple y el orden de la reaccion corresponde a la suma de coeficientes estequiometricos de la ecuación, si no es asi se debe proponer una serie de pasos (cada uno con un estado de transición) denominado mecanismo de la reacción quecorresponda a la velocidad de reacción encontrada.

Las reacciones tambien se pueden clasificar cinéticamente en homogéneas y heterogéneas. La primera ocurre en una fase y la segunda en más de una fase. La reacción heterogénea depende del área de una superficie ya sea la de las paredes del vaso o de un catalizador sólido. En este capítulo se discuten reacciones homogéneas.

Rapidez de reacción
Artículoprincipal: Velocidad de reacción

La rapidez de reacción está conformada por la rapidez de formación y la rapidez de descomposición. Esta rapidez no es constante y depende de varios factores, como la concentración de los reactivos, la presencia de un catalizador, la temperatura de reacción y el estado físico de los reactivos.

Uno de los factores más importantes es la concentración de losreactivos. Cuanto más partículas existan en un volumen, más colisiones hay entre las partículas por unidad de tiempo. Al principio, cuando la concentración de reactivos es mayor, también es mayor la probabilidad de que se den colisiones entre las moléculas, y la rapidez es mayor. A medida que la reacción avanza, al ir disminuyendo la concentración de los reactivos, disminuye la probabilidad decolisión y con ella la rapidez de la reacción. La medida de la rapidez de reacción implica la medida de la concentración de uno de los reactivos o productos a lo largo del tiempo, esto es, para medir la rapidez de una reacción necesitamos medir, bien la cantidad de reactivo que desaparece por unidad de tiempo, o bien la cantidad de producto que aparece por unidad de tiempo. La rapidez de reacción se mideen unidades de concentración/tiempo, esto es, en (mol/l)/s, es decir, moles/(l·s).

Para una reacción de la forma:

la ley de la rapidez de formación es la siguiente:


es la rapidez de la reacción, la disminución de la concentración del reactivo A en el tiempo . Esta rapidez es la rapidez media de la reacción, pues todas las moléculas necesitan tiempos distintos para reaccionar.La rapidez de aparición del producto es igual a la rapidez de desaparición del reactivo. De este modo, la ley de la rapidez se puede escribir de la siguiente forma:


Este modelo necesita otras simplificaciones con respecto a:

la actividad química, es decir, la "concentración efectiva"
la cantidad de los reactivos en proporción a la cantidad de los productos y del disolvente...