Cinética Química

Cinética Química

• La combustión de un gas es una oxidación violenta que se lleva a cabo en un instante.
• El leudado de la masa de un pan a temperatura demora cerca de ½ hora.
• La oxidación de un clavo a la intemperie puede tardar varios meses.
Resulta evidente que distintas reacciones químicas requieren tiempos distintos.
“la rapidez con que se producen las reaccionesquímicas se denomina velocidad de reacción.”
Hasta el momento, en el estudio de las transformaciones químicas solo se consideró las sustancias reaccionantes y los productos de la reacción, sin tener en cuenta los pasos intermedios de cada una de ellas. Es importante establecer de qué modo se produce una reacción química, es decir, conocer el mecanismo de reacción.
“la rama de la Química que se ocupadel estudio de las velocidades de las reacciones químicas y de sus mecanismos, se denomina: CINÉTICA QUÍMICA”

Velocidad de Reacción:
La velocidad de reacción describe la rapidez con que se modifica la concentración de un producto o un reactivo al transcurrir el tiempo de la reacción. Para ilustrar, consideremos la siguiente reacción:
2Fe+3(aq) + Sn+2(aq) 2Fe+2(aq) + Sn+4(aq)

Supongamos quepasados 38,5 sg la concentración molar de [Fe+2] es 0,001 M. en un Δt= 38,5 sg, la variación de la concentración de Fe+2, Δ [Fe+2] = 0,001 – 0= 0,001 y la velocidad media de formación del Fe+2 será:
Velocidad de formación del Fe+2 = Δ [Fe+2]/ Δt = 0,001 M/38,5 sg = 2,6x 10-5 M/sg

Según la Estequiometría al mismo tiempo la formación del Sn+4 será 0.0005 M en esos 38,5 sg por lo que lavelocidad de formación del Sn+4 será:
Velocidad de formación del Sn+4 = Δ [Sn+4]/ Δt = 0,0005 M/38,5 sg = 1,3x 10-5 M/sg

También se podría seguir la reacción controlando las concentraciones de los reactivos. Entonces según la ecuación y la Estequiometría de la reacción la cantidad consumida de Fe+3 es igual a la cantidad de Fe+2 producida y la cantidad consumida de Sn+2 es igual a la cantidad deSn+4 producida; por lo tanto:

Velocidad de Desaparición del Fe+3 = Δ [Fe+3]/ Δt = -0,001 M/38,5 sg = -2,6x 10-5 M/sg

Velocidad de Desaparición del Sn+2= Δ [Sn+2]/ Δt = -0,0005 M/38,5 sg = -1,3x 10-5M/sg


Entonces podemos preguntarnos ¿cuál de las cuatro velocidades obtenidas debe utilizarse como velocidad de la reacción? La IUPAC define la velocidad de reacción para una transformaciónhipotética representada por la ecuación ajustada:
aA + bB gG + hH
Como:
Velocidad de Reacción = -1/a Δ [A]/ Δt= -1/b Δ [B]/ Δt=1/g Δ [G]/ Δt=1/h Δ [H]/ Δt
En esta expresión, se toman los valores de las velocidades de desaparición cambiado de signo, sin cambio para las velocidades de formación y se dividen todos ellos por los respectivos coeficientes estequiométricos.
Deesta manera la velocidad de reacción para la transformación que trabajamos anteriormente quedará:

V. de Reacción =-1/2 Δ[Fe+3]/Δt=-Δ[Sn+2]/Δt=1/2 Δ[Fe+2]/Δt=Δ[Sn+4]/Δt=1,3x10-5M/sg

Ejercicio:
Calcular la velocidad de reacción en M/sg para:
A + 3B 2C + 2D

Si al comienzo la [B] es 0,9986 M y un minuto y medio después la [B] es 0,9901M.

Teoría de las colisiones

Para quese produzca una reacción química es necesario que las moléculas, átomos o iones de las sustancias reaccionantes choquen entre si. Cuando dichas colisiones se producen con suficiente energía se rompen las uniones de reactivos y se forman nuevas uniones que originan los productos de la reacción-
En el proceso de una reacción química se obtiene un compuesto intermedio, denominado complejo activado. Amodo de ejemplo:


[pic]
El complejo activado tiene mayor energía que las sustancias reaccionantes (reactivos) y los productos de la reacción. La diferencia entre la energía potencial del complejo activado y la de las sustancias reaccionantes recibe el nombre de energía de activación.
Por ejemplo, la combustión del metano (gas natural) en las cocinas no se efectúa si, inicialmente, o se...