Cinética

28/03/2012

CINETICA QUÍMICA

Reactivo A + Reactivo B → La Termodinámica Si la reacción es factible

Espontaneidad de las reacciones Es posible realizarla ?

2 HCl(ac) + Mg(OH)2(s) → MgCl2(ac) + H2O muy rápida reacción en el aparato digestivo Muy lenta !!!

C (diamante) + O2(g) → CO2(g)

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IMPORTANTE

El tiempo de reacción

La velocidad de las reacciones

Loestudia la CINETICA QUIMICA

determina si una reacción química dada se produce en determinado tiempo.

Concepto de velocidad de reacción p Ley de velocidad y orden de reacción

Factores que afectan la velocidad de las reacciones Modelos de reacción: teorías

Ejemplo de aplicación: fechado radiactivo

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Velocidad de reacción ¿Qué es?
Velocidad = 90 km / h v = Δx/ Δt Enquímica interesa cómo cambia la cantidad de sustancia. producto formado intervalo de tiempo v= reactivo consumido intervalo de tiempo

R →P

v=

Se utiliza concentración V= [P]f -[P]i tf -ti

[P] o [R] (mol/L) V=[R]f -[R]i tf -ti

vmedia= Δ[P] Δt

=-

Δ[R] Δt

R→ P [R] o [P] [P]

La velocidad es ~ al aumento de concentración de un producto o a la disminución de la concentración deun reactivo por unidad de tiempo

[R]
tiempo

Unidades de velocidad de reacción :

concentración/tiempo

M/s

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Velocidad instantánea de reacción

v

=

d[P] dt

=-

d[R] dt

Es la pendiente de una tangente dibujada en el gráfico de concentración en función del tiempo

Velocidades de reacción y estequiometría 2 R→ P
la velocidad de aparición de P es lamitad que la de desaparición de R

vmedia= Δ[P] Δt
aA

=-

1 Δ[R] 2. Δ t

+bB → cC +dD

v=−1 a

d [ A] dt

1 =−b

d[ B] dt

=1 c

d [C ] dt

1 =−d

d[D] dt

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Velocidad y concentración
Ejemplo:  2 H2(g)  +  2 NO(g)  → 2 H2O(g)  + N2(g)
Experimento 1 2 3 4 5 6 Concentración inicial (mol/L) Velocidad inicial de producción de N2 [NO]o [H2]o (T= 800 ºCmol/L s) C, 6,00 10-3 1,00 10-3 3,19 10-3 6,00 10-3 2,00 10-3 6,26 10-3 6,00 10-3 3,00 10-3 9,56 10-3 1,00 10-3 6,00 10-3 0,48 10-3 2,00 10-3 6,00 10-3 1,92 10-3 3,00 10-3 6,00 10-3 4,30 10-3

Velocidad α [H2]

Velocidad V l id d α [NO]2

Velocidad global α [H2] [NO]2 Velocidad = k [H2] [NO]2 Ley cinética

Ley de velocidad
Expresión algebraica  p g
aA +bB → cC +dD

v = k [A]x [B]Y

kconstante específica de velocidad para la reacción a una determinada temperatura.

- concentración de los reactivos, elevados a ciertos exponentes x = orden respecto de A y = orden respecto de B

x, y = orden de reacción

x+y = orden de reacción total (se determinan experimentalmente)

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La ley de velocidad puede ser determinada solamente a partir de medidasexperimentales de velocidad de reacción. Los exponentes de la ley no son necesariamente iguales a los coeficientes estequiométricos.
Ejemplos 3 NO(g) → N2O(g) + NO2 H2(g) + I2(g) → 2 HI(g) v= k [NO]2 v = k[H2][I2] 2° orden 2° orden

Mecanismo de reacciones
es la ruta (o serie de pasos) p la cual se efectúa ( p ) por Reactivos→ Productos Reactivos→ Intermediarios (Etapa 1) Intermediarios → Productos (Etapa2)

Reacciones de primer orden

R → P
A partir de datos experimentales:
[R] v

[R] t

Se infiere

V = k [R]

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Factores que afectan las velocidades de reacción

• Naturaleza de los reactivos • Concentración de los reactivos

• Temperatura • Catalizadores

Naturaleza de los reactivos

Fe

Fe (en polvo)

H2SO4

H2SO4

a) reacciona lentamente

b)reacciona con mayor rapidez

Presenta mayor superficie para la reacción

importante el estado de subdivisión de los sólidos

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El estado de agregación

K2SO4(s) + Ba(NO3)2(s) → no se produce reacción apreciable

-En solución acuosa :

K2SO4(ac) →

2K+

+ SO42+ 2NO3-

Ba(NO3)2(ac) → Ba2+

Ba B 2+

+ SO42- → B SO4( ) ↓↓ precipitado bl Ba (s) i it d blanco...