Ecuaciones cinéticas elementales

2015
Cinética Química
Monedero Melián Iriome
45350100-B

[TEMA 2A]

Ecuaciones cinéticas
elementales.

Resúmenes de Cinética Química. 2º Curso del Grado en Ingeniería Química. ULPGC.

EL MECANISMO DE LA REACCIÓN
La mayor parte de las reacciones no son elementales, ya que la transformación química se
sucede mediante un conjunto de etapas en las que se van generando una serie de especiesdenominados intermedios de reacción. Estos derivan hacia la formación de sustancias no
deseadas o subproductos.

DIAGRAMA DE ENERGÍA
Los diagramas de energía son diagramas de coordenadas cartesianas que se encargan de
representar la evolución de una reacción química (desde los reactivos a los productos).
Mediante los cambios en la energía potencial que se van produciendo en el sistema químico a
medida quela reacción evoluciona. Se obtienen a partir de cálculos energéticos a partir de los
reactivos y con datos de llagada de los productos.

Los mínimos corresponden a intermedios de reacción y
los máximos a estados de excitación cuando las
interacción entre las sustancias es máxima.

La etapa elemental (en una única etapa) es la que está
en negro y la no elemental (en varias etapas, donde cada una delas etapas individuales es elemental) la
que está en rojo.


R  S
A  B 


Por ello los diagramas de energía nos permiten saber si la reacción se produce en una sola
etapa o no.

ETAPA CONTROLANTE O DETERMINANTE
La etapa controlante es la etapa más lenta en un mecanismo de reacción, la cual condiciona la
velocidad de reacción
Pero cuanto mayor sea el número de enlaces modificados en lareacción mayor será la
complejidad del mecanismo y por tanto hay más posibilidades de que la ecuación cinética no
sea la potencial.

MOLECULARIDAD Y ORDEN DE REACCIÓN
La molecularidad es el número de partículas que interviene en una reacción elemental. Y en
los mecanismos con varias etapas se refiere al número de moléculas de la etapa controlante de
velocidad.

Resúmenes de Cinética Química. 2ºCurso del Grado en Ingeniería Química. ULPGC.
El orden de reacción es una magnitud experimental que representa una deducción sobre el
número de moléculas que intervienen en una etapa elemental.
En las reacciones en una etapa el orden global y la molecularidad coinciden. Salvo en las
unimoleculares que, a veces, son de orden 2.

CINÉTICA DE LAS REACCIONES ELEMENTALES
Dependiendo de la molecularidadexisten tres tipos de reacciones:
-Reacciones unimoleculares
-Reacciones bimoleculares
-Reacciones termoleculares

REACCIONES BIMOLECULARES (las más frecuentes y que se aproximan a
las teorías cinéticas)
En la descomposición térmica del yoduro de hidrógeno (HI) a H e I, también Etileno, Propileno,
Isobutileno; 1,3-butadieno…
Para que se produzca la reacción tienen que producirse tanto la colisiónenergética como la
colisión orientada.
Lo que se hace es introducir en la teoría un factor de probabilidad, p, cuyo significado es la
relación entre choques con orientación satisfactoria y choques totales. Este debe ser obtenido
experimentalmente.
K= p*kteoría
La teoría del complejo activado consigue mejores predicciones ya que la interacción
bimolecular de moléculas complejas lleva asociada unadisminución de entropía, ΔS#<0, por lo
que k se hace más pequeño. Es decir, de acuerdo con la teoría del complejo activado:
 S # 

R 

k T 
k  B e
h

e

 H # 
 

 RT 

Cuando una de las etapas en una reacción bimolecular es controlante, la velocidad global del
proceso es de segundo orden.

REACCIONES TERMOLECULARES
Implica la participación simultánea de tres moléculas en laformación del complejo activado
que luego da lugar a la aparición del producto. El número de estos procesos es muy reducido.
Se ha propuesto como alternativa más probable, la formación de un complejo activado binario,
por colisión bimolecular de 2 de las 3 moléculas implicadas, y una posterior colisión entre este
complejo binario y la tercera molécula. La descomposición del complejo activado ternario...