cinetica

CINETICA QUÍMICA

Estudio de las velocidades de reacción

Temas de Química General

Fuerzas intermoleculares y gases reales
Cambios de
C bi d estado
d
Sólidos
Soluciones - Propiedades coligativas
Equilibrio Químico
Equilibrios iónicos
Equilibrios heterogéneos
Electroquímica
Cinética Química

Cinética Química

Concentración y velocidad de reacción
Leyes de velocidad y ordende reacción
g
p
Ecuaciones integradas de velocidad. Tiempo medio de reacción.
Mecanismos de reacción
Efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción
Teoría de colisiones
Catálisis.
Catálisis
Proceso Haber

Combustión de madera: proceso rápido

Oxidación de hierro: proceso lento

Co
oncentrac
ción mola
ar

Hidrógeno
(reactivo)

N2 + 3H2
Nitrógeno
(reactivo)Amoníaco (producto)

Tiempo

te

2NH3

La velocidad de una reacción se expresa como el cambio de las
concentraciones en función del tiempo.
concentraciones en función del tiempo

A medida que se forman productos, 
A medida que se forman productos
comienza a producirse la reacción
inversa.
a A + b B                c C + d D

Conce
entración molar
m

Hidrógeno
(reactivo)Nitrógeno
(reactivo)
Amoníaco (producto)

Tiempo te
p

velocidad neta = velocidad directa – velocidad inversa.
Consideremos el caso donde sólo es importante la velocidad de la
reacción directa.

NO + O3 → NO2 + O2
v=−

d [O 3 ] d [NO 2 ] d [O 2 ]
d [NO]
=−
=
=
dt
dt
dt
dt

2 HI(g) → I2(g) + H2(g)
1 d [HI] d [H 2 ] d [H 2 ]
=
=
v=−
dt
dt
2 dt

aA+bB→cC+dD

1 d [A]
1 d[B]
v= −
= −
=
b dt
a dt

1 d [C]
=
c dt

1 d [D]
d dt

Δ (concentración)

Con molar de produ
nc.
r
uctos

tangente
g

Δ (tiempo)

Tiempo

aA+bB→cC+dD

1 d [C]
v=
=
c dt

1 d [D]
d dt

Conce
entración molar
n

Velocidad a e
(tangente a e)

Tiempo

La velocidad de una reacción depende de:

La concentración de los reactivos
reactivos.
Latemperatura a la cual se lleva a cabo.
La presencia de un catalizador.

La velocidad de una reacción depende de:

La concentración de los reactivos
reactivos.
La temperatura a la cual se lleva a cabo.
La presencia de un catalizador.

A temperatura constante, la velocidad de una reacción depende de las
concentraciones de los reactivos:

aA+bB→cC+dD

1 d [A] 1 d [C]
v=−
=
= k [A]m [B]na dt
c dt
m: orden de reacción respecto a A
n : orden de reacción respecto a B
m + n : orden total de reacción
k:
k constante de velocidad
t t d
l id d

m y n no son necesariamente los coeficientes estequiométricos de
q
A y B en la reacción global
El orden de la reacción debe determinarse experimentalmente.
d d l
ió d b d t
i
i
t l
t

I2(g) + H2(g) → 2 HI(g)

d [H 2 ]
−
=k[H 2 ] [I 2 ]
dt

Br2(g) + H2(g) → 2 HBr(g)

d [H 2 ]
−
= k[H 2 ] [Br2 ]1/ 2
dt

LEYES INTEGRADAS DE VELOCIDAD
Reacciones de orden cero
A → productos

dC
−
=k
dt

∫

C

C0

dC = − kdt

dC = − k

t

∫ dt

C - C0 = −k t

0

Reacción de orden cero

Co
oncentrac
ción de reactivo
r

C - C0 = −k t

C0
pendiente = -k

Tiempo

Tiempo medio dreacción: ti
Ti
di de
ió tiempo requerido para que l
id
la
concentración del reactivo sea la mitad de su concentración
inicial.
inicial
C = ½ C0
Reacción d orden cero
R
ió de d

1
C 0 - C 0 = − k t1/ 2
2
t1/ 2

1
C 0 = k t1/ 2
2
C0
=
2k

Reacciones de primer orden
p

N2O5(g) → 2 NO2(g) + ½ O2(g)

d [N 2 O 5 ]
−
= k[ N 2 O 5 ]
dt

A → productos

dC
−
=kC
dt

dC= −k
C0 C

∫

C

C
= −k t
ln
C0

dC
= − k dt
C
t

∫ dt
0

Reacción de primer orden

ln C = ln C 0 − k t

C0

ln C0

ln C

Co
oncentra
ación

pendiente = -k

Tiempo

Tiempo

1/2 C 0
ln
= − k t1/ 2
C0
1
ln = − k t1/ 2
2
ln 1 − ln 2 = − k t1/ 2
Reacción de
primer orden

t1 / 2

ln 2
=
k

Conc
centración molar de A, [A]
d

Tiempo...