Cinetica Quimica
Páginas: 8 (1986 palabras)
Publicado: 8 de febrero de 2013
Tema 4: Cin´tica qu´ e ımica
Velocidad de reacci´n. o Velocidad media e instant´nea. a Ecuaci´n de velocidad. o Obtenci´n de la ecuaci´n de velocidad: m´todo de las concentraciones o o e iniciales. Ecuaciones de velocidad integradas: reacciones de primer orden, segundo orden y orden cero. Velocidad de reacci´n y temperatura: ecuaci´n de Arrhenius. o o Teor´ de colisiones y teor´ del estado detransici´n. ıa ıa o Mecanismo de reacci´n. o Cat´lisis homog´nea y heterog´nea. a e e
(Fundamentos de Qu´ ımica, Grado en F´ ısica)
Cin´tica qu´ e ımica
Enero–Mayo, 2011
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Velocidad de reacci´n o
El objetivo de la Cin´tica Qu´ e ımica consiste en explorar las leyes que rigen el cambio de la composici´n de un sistema en el tiempo y su o relaci´n con las variables que definen suestado, en particular, con la o presi´n, la temperatura y la composici´n. o o La velocidad de reacci´n de un sistema reactivo: o a A + b B + ... → d D + e E + ... formulada en t´rminos de concentraciones molares, se define como: e v =− 1 d[A] 1 d[B] 1 d[D] 1 d[E] dξ =− = ... = = ≡ a dt b dt d dt e dt dt
donde ξ es el grado de avance de la reacci´n en t´rminos de la o e ξ concentraci´n: o ξ≡ V Ent´rminos de n´meros de moles o de presiones parciales, la e u expresi´n es similar, reemplazando las concentraciones por ´stas o e propiedades.
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Velocidad media e instant´nea a
Si tenemos la siguiente reacci´n: A + B → C , se definen las velocidades o media e instant´nea como, a Velocidad media: v =−Velocidad instant´nea: a v =− ∂[A] ∂[B] ∂[C] =− =+ = k[A]m [B]n ∂t ∂t ∂t ∆[A] ∆[B] ∆[C] =− =+ ∆t ∆t ∆t
La velocidad, en general, var´ con el transcurso de la reacci´n. ıa o
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Cin´tica qu´ e ımica
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Ecuaci´n de velocidad o
La ecuaci´n de velocidad cin´tica es una ecuaci´n matem´tica que o e o a relaciona lavelocidad de reacci´n con las variables de que depende o (fundamentalmente con la composici´n del sistema: n´mero de o u moles, concentraciones o, en gases, presiones parciales). En la ecuaci´n cin´tica pueden aparecer variables relacionadas con o e cualquier especie qu´ ımica presente en el sistema durante la reacci´n: o reactivos, productos, catalizadores, disolvente, especies intertes, etc. En algunossistemas reactivos: a A + b B + ... → d D + e E + ... la ecuaci´n cin´tica adopta una forma especialmente sencilla: o e v = k · [A]α · [B]β ...[D]δ · [E] ... En ese caso se dice que la reacci´n tiene orden definido. o
(Fundamentos de Qu´ ımica, Grado en F´ ısica) Cin´tica qu´ e ımica Enero–Mayo, 2011 4 / 29
Ecuaci´n de velocidad o
Se denomina orden parcial respecto a la sustancia j alexponente a que aparece elevada la concentraci´n de dicha sustancia. o El orden total, n es la suma algebraica de los exponentes: n = α + β + ... Los ´rdenes de reacci´n pueden ser n´meros positivos o negativos, o o u enteros o fraccionarios y no est´n ligados a los coeficientes a estequiom´tricos de la reacci´n (global). Sus valores no dependen de e o c´mo se ajuste la reacci´n. o o La k que aparece enla ecuaci´n cin´tica recibe el nombre de o e constante de velocidad y es funci´n de la temperatura. Al aumentar o la temperatura, la constante de velocidad tambi´n aumenta. e La constante de velocidad tiene unidades que, en el caso de ecuaciones en t´rminos de concentraciones molares, son: e s −1 · mol1−n · Ln−1 (donde n es el orden total).
(Fundamentos de Qu´ ımica, Grado en F´ ısica) Cin´ticaqu´ e ımica Enero–Mayo, 2011 5 / 29
Obtenci´n de la ecuaci´n de velocidad: m´todo de las o o e concentraciones iniciales
El m´todo, tambi´n llamado diferencial, puede usarse siempre que sea e e posible medir con precisi´n suficiente la velocidad de reacci´n o o instant´nea. a Se suele usar al comienzo de la reacci´n, cuando la composici´n del o o sistema se conoce de manera precisa (sobre...
Velocidad de reacci´n. o Velocidad media e instant´nea. a Ecuaci´n de velocidad. o Obtenci´n de la ecuaci´n de velocidad: m´todo de las concentraciones o o e iniciales. Ecuaciones de velocidad integradas: reacciones de primer orden, segundo orden y orden cero. Velocidad de reacci´n y temperatura: ecuaci´n de Arrhenius. o o Teor´ de colisiones y teor´ del estado detransici´n. ıa ıa o Mecanismo de reacci´n. o Cat´lisis homog´nea y heterog´nea. a e e
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Velocidad de reacci´n o
El objetivo de la Cin´tica Qu´ e ımica consiste en explorar las leyes que rigen el cambio de la composici´n de un sistema en el tiempo y su o relaci´n con las variables que definen suestado, en particular, con la o presi´n, la temperatura y la composici´n. o o La velocidad de reacci´n de un sistema reactivo: o a A + b B + ... → d D + e E + ... formulada en t´rminos de concentraciones molares, se define como: e v =− 1 d[A] 1 d[B] 1 d[D] 1 d[E] dξ =− = ... = = ≡ a dt b dt d dt e dt dt
donde ξ es el grado de avance de la reacci´n en t´rminos de la o e ξ concentraci´n: o ξ≡ V Ent´rminos de n´meros de moles o de presiones parciales, la e u expresi´n es similar, reemplazando las concentraciones por ´stas o e propiedades.
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Velocidad media e instant´nea a
Si tenemos la siguiente reacci´n: A + B → C , se definen las velocidades o media e instant´nea como, a Velocidad media: v =−Velocidad instant´nea: a v =− ∂[A] ∂[B] ∂[C] =− =+ = k[A]m [B]n ∂t ∂t ∂t ∆[A] ∆[B] ∆[C] =− =+ ∆t ∆t ∆t
La velocidad, en general, var´ con el transcurso de la reacci´n. ıa o
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Ecuaci´n de velocidad o
La ecuaci´n de velocidad cin´tica es una ecuaci´n matem´tica que o e o a relaciona lavelocidad de reacci´n con las variables de que depende o (fundamentalmente con la composici´n del sistema: n´mero de o u moles, concentraciones o, en gases, presiones parciales). En la ecuaci´n cin´tica pueden aparecer variables relacionadas con o e cualquier especie qu´ ımica presente en el sistema durante la reacci´n: o reactivos, productos, catalizadores, disolvente, especies intertes, etc. En algunossistemas reactivos: a A + b B + ... → d D + e E + ... la ecuaci´n cin´tica adopta una forma especialmente sencilla: o e v = k · [A]α · [B]β ...[D]δ · [E] ... En ese caso se dice que la reacci´n tiene orden definido. o
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Ecuaci´n de velocidad o
Se denomina orden parcial respecto a la sustancia j alexponente a que aparece elevada la concentraci´n de dicha sustancia. o El orden total, n es la suma algebraica de los exponentes: n = α + β + ... Los ´rdenes de reacci´n pueden ser n´meros positivos o negativos, o o u enteros o fraccionarios y no est´n ligados a los coeficientes a estequiom´tricos de la reacci´n (global). Sus valores no dependen de e o c´mo se ajuste la reacci´n. o o La k que aparece enla ecuaci´n cin´tica recibe el nombre de o e constante de velocidad y es funci´n de la temperatura. Al aumentar o la temperatura, la constante de velocidad tambi´n aumenta. e La constante de velocidad tiene unidades que, en el caso de ecuaciones en t´rminos de concentraciones molares, son: e s −1 · mol1−n · Ln−1 (donde n es el orden total).
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Obtenci´n de la ecuaci´n de velocidad: m´todo de las o o e concentraciones iniciales
El m´todo, tambi´n llamado diferencial, puede usarse siempre que sea e e posible medir con precisi´n suficiente la velocidad de reacci´n o o instant´nea. a Se suele usar al comienzo de la reacci´n, cuando la composici´n del o o sistema se conoce de manera precisa (sobre...
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