Cinética Química
Páginas: 6 (1361 palabras)
Publicado: 6 de noviembre de 2012
Cinética química
La termodinámica nos permite saber si una reacción es espontánea o no según factores termodinámicos como entalpía, entropía y energía libre, pero no informa acerca de la rapidez con que se produce el cambio químico. La Cinética Química determinará si una reacción es lenta o rápida al estudiar los factores que determinan la velocidad y el mecanismo, es decir, la etapa o seriede etapas en las que ocurre el cambio.
La velocidad de reacción corresponderá a la rapidez con que tiene lugar una reacción; durante el cambio, la concentración de los reactantes disminuirá, mientras que la concentración de los productos aumentará. La velocidad media, entonces, se medirá a través del cambio de concentración en un periodo determinado de tiempo.
A partir de una reacción A ->B, donde A está representado por las esferas rojas y B por las esferas azules, en la figura se ilustra cómo cambian las concentraciones a medida que transcurre el tiempo.
En el tiempo cero, en el primer tiesto de capacidad de un litro, se considera que hay un mol de A.
Transcurridos 20 segundos, la cantidad de moles de A disminuyó a 0,54 y la cantidad de moles formada de B es 0,46.
Alos 40 segundos, la cantidad de moles de A es 0,3 y los moles de B son 0,7.
La siguiente tabla lustra las concentraciones de A y B en diferentes tiempos.
Este gráfico ilustra el cambio de la concentración de A.
Este gráfico ilustra el cambio de la concentración de B.
La velocidad de consumo de A:
En el primer periodo de tiempo: VA = - (0,54 – 1,0) / (20 – 0)
VA = 0,023 M / s
Enel segundo periodo de tiempo: VA = - (0,3 – 0,54) / (40 – 20)
VA = 0,012 M / s
Es posible determinar que la velocidad de consumo de A disminuye, pues disminuye la concentración de A a medida que transcurre el tiempo.
El signo menos (-) alude a la disminución de la concentración de A por unidad de tiempo y se debe multiplicar por (-1), ya que las velocidades son positivas.
La velocidad deformación de B:
En el primer periodo de tiempo: VB = - (0,46 – 0) / (20 – 0)
VB = 0,023 M / s
En el segundo periodo de tiempo: VB = - (0,7 – 0,46) / (40 – 20)
VB = 0,012 M / s
La velocidad de formación de B disminuye a medida que transcurre el tiempo.
Para esta reacción: VA = VB
Expresión general de la velocidad de reacción en función de reactantes y productos y la relación entre ellos:
Parala reacción:
a A + b B è c C + d D
Se puede expresar la velocidad en función de los reactantes y/o de los productos y la relación entre ellas de la siguiente manera:
Las teorías que permiten explicar la cinética de una reacción son las siguientes:
Teoría de las colisiones efectivas
Según esta teoría, para que ocurra una reacción química es necesario que existan choques entre lasmoléculas de reactantes. Las colisiones, en tanto, deben cumplir con dos condiciones:
Las moléculas de reactantes deben poseer la energía suficiente para que pueda ocurrir el rompimiento de enlaces, reordenamiento de los átomos y posteriormente la formación de los productos. Si no se dispone de la energía suficiente, las moléculas rebotan sin formar los productos.
Los choques entre las moléculasdeben efectuarse con la debida orientación.
Si el choque entre las moléculas cumple con estas condiciones, se dice que las colisiones son efectivas y ocurre la reacción entre los reactantes.
Teoría del complejo activado
Según esta teoría, al aproximarse los reactantes se produce la formación de un estado intermedio de alta energía y corta duración que se denomina “complejo activado”. La energíade activación es la energía que se necesita suministrar a los reactantes para que se forme el complejo activado.
Cuanto mayor sea la energía de activación, en general, menor será la velocidad de la reacción.
De acuerdo al cambio neto de energía, es decir, la diferencia entre la energía de los productos y de los reactantes, las reacciones se clasifican en endergónicas si se requiere energía,...
La termodinámica nos permite saber si una reacción es espontánea o no según factores termodinámicos como entalpía, entropía y energía libre, pero no informa acerca de la rapidez con que se produce el cambio químico. La Cinética Química determinará si una reacción es lenta o rápida al estudiar los factores que determinan la velocidad y el mecanismo, es decir, la etapa o seriede etapas en las que ocurre el cambio.
La velocidad de reacción corresponderá a la rapidez con que tiene lugar una reacción; durante el cambio, la concentración de los reactantes disminuirá, mientras que la concentración de los productos aumentará. La velocidad media, entonces, se medirá a través del cambio de concentración en un periodo determinado de tiempo.
A partir de una reacción A ->B, donde A está representado por las esferas rojas y B por las esferas azules, en la figura se ilustra cómo cambian las concentraciones a medida que transcurre el tiempo.
En el tiempo cero, en el primer tiesto de capacidad de un litro, se considera que hay un mol de A.
Transcurridos 20 segundos, la cantidad de moles de A disminuyó a 0,54 y la cantidad de moles formada de B es 0,46.
Alos 40 segundos, la cantidad de moles de A es 0,3 y los moles de B son 0,7.
La siguiente tabla lustra las concentraciones de A y B en diferentes tiempos.
Este gráfico ilustra el cambio de la concentración de A.
Este gráfico ilustra el cambio de la concentración de B.
La velocidad de consumo de A:
En el primer periodo de tiempo: VA = - (0,54 – 1,0) / (20 – 0)
VA = 0,023 M / s
Enel segundo periodo de tiempo: VA = - (0,3 – 0,54) / (40 – 20)
VA = 0,012 M / s
Es posible determinar que la velocidad de consumo de A disminuye, pues disminuye la concentración de A a medida que transcurre el tiempo.
El signo menos (-) alude a la disminución de la concentración de A por unidad de tiempo y se debe multiplicar por (-1), ya que las velocidades son positivas.
La velocidad deformación de B:
En el primer periodo de tiempo: VB = - (0,46 – 0) / (20 – 0)
VB = 0,023 M / s
En el segundo periodo de tiempo: VB = - (0,7 – 0,46) / (40 – 20)
VB = 0,012 M / s
La velocidad de formación de B disminuye a medida que transcurre el tiempo.
Para esta reacción: VA = VB
Expresión general de la velocidad de reacción en función de reactantes y productos y la relación entre ellos:
Parala reacción:
a A + b B è c C + d D
Se puede expresar la velocidad en función de los reactantes y/o de los productos y la relación entre ellas de la siguiente manera:
Las teorías que permiten explicar la cinética de una reacción son las siguientes:
Teoría de las colisiones efectivas
Según esta teoría, para que ocurra una reacción química es necesario que existan choques entre lasmoléculas de reactantes. Las colisiones, en tanto, deben cumplir con dos condiciones:
Las moléculas de reactantes deben poseer la energía suficiente para que pueda ocurrir el rompimiento de enlaces, reordenamiento de los átomos y posteriormente la formación de los productos. Si no se dispone de la energía suficiente, las moléculas rebotan sin formar los productos.
Los choques entre las moléculasdeben efectuarse con la debida orientación.
Si el choque entre las moléculas cumple con estas condiciones, se dice que las colisiones son efectivas y ocurre la reacción entre los reactantes.
Teoría del complejo activado
Según esta teoría, al aproximarse los reactantes se produce la formación de un estado intermedio de alta energía y corta duración que se denomina “complejo activado”. La energíade activación es la energía que se necesita suministrar a los reactantes para que se forme el complejo activado.
Cuanto mayor sea la energía de activación, en general, menor será la velocidad de la reacción.
De acuerdo al cambio neto de energía, es decir, la diferencia entre la energía de los productos y de los reactantes, las reacciones se clasifican en endergónicas si se requiere energía,...
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