mecanismos de reaccion

INGENIERIA DE
REACCIONES
QUIMICAS I

 Mecanismos de reacción
G.H. 01Q

Ing. MSc. Pablo Díaz Bravo

MECANISMOS DE REACCION
Al inicio de la cinética química se suponía que las reacciones químicas
tendrían lugar en una sola etapa de acuerdo con la ecuación estequiometria.
Sin embargo, en la actualidad se sabe que la mayoría de los procesos
químicos ocurren en varias etapas formando productosintermedios no
observados correspondientes a radicales libres, iones y sustancias polares
que químicamente son muy reactivos.
CH3* , C2H5* , I* , OH- , H3O+, Na+, Mg+2, NH4- , etc.

Tipos de reacciones:
1. Reacciones sin mecanismo en cadena.
2. Reacciones con mecanismo en cadena.
3. Reacciones con mecanismo en cadena ramificada.

REACCIONES SIN MECANISMO EN CADENA
En estas reacciones el productointermedio se forma en la primera reacción y
desaparece al reaccionar después para dar el producto final.
Reactante

(Prod. Interm.)*

Producto

Ejemplo: Reacciones de fermentación catalítica
A + enzima

(A. enzima)*

(A. enzima)*

R + enzima

Ejemplo: La reacción enzimático para eliminar urea del torrente
sanguíneo. Se cree que el mecanismo de reacción consiste de:
1. La enzima ureasa reacciona con laurea para formar el complejo enzimasustrato
k
NH2CONH2 + ureasa

1

(NH2CONH2.ureasa)*

2. Este complejo se puede descomponer para dar otra vez urea y ureasa
(NH2CONH2.ureasa)*

k2

NH2CONH2 + ureasa

3. O puede reaccionar con agua para dar dioxido de carbono y ureasa.
(NH2CONH2.ureasa)* + H2O

k3

2NH3 + CO2 + ureasa

Ejemplo
La fermentación alcohólica se puede considerar como un procesobioquímico 
en presencia de aire para la obtención de etanol. Originado por la actividad de
algunos microorganismos que procesan hidratos de carbono (azucares,
glucosa, fructuosa, sacarosa y almidón para obtener productos finales ,
alcohol, CO2 etc..

Algunos enzimas participan en la fermentación, como puede ser la  diastasa o
la invertasa. Aunque la única responsable de convertir los hidratos decarbono
en etanol y dióxido de carbono es la zimasa. La zimasa es la responsable final
de dirigir la reacción bioquímica que convierte la glucosa en etanol.

REACCIONES CON MECANISMO EN CADENA
En estas reacciones el producto intermedio se forma en la primera reacción, después
reacciona con el reactante generando el producto mas el producto intermedio,
posteriormente el producto intermedio puede dar elproducto final.
Reactante

iniciación

(Prod. Interm.)*

(Prod. Interm)* + Reactante
(Prod. Interm)*

(Prod. Interm.)* + Producto
Producto

propagación

terminación

En la etapa de propagación, el producto intermedio no se consume sino que actúa
como un catalizador para la conversión de la sustancia.
Ejemplo: La reacción de formación de bromuro de hidrogeno
H2 + Br2

2 HBr

Ecuación cinética,
Sepuede explicar:

H2

2 H*

H* + Br2
Br* + H2

HBr + Br*
HBr + H*

Br* + H*

HBr

1

rHBr
iniciación

k  H  Br2  2
 1 2
 HBr 
k2 
 Br2 

propagación
terminación

REACCIONES CON MECANISMO EN CADENA RAMIFICADA
Generalmente en reacciones de oxidación de hidrocarburos en fase gaseosa, hay un
aumento continuo de radicales libres. Estos radicales se forman en una o mas etapas y
la concentraciónde estos aumenta muy rápidamente llegando a ser teóricamente
infinita originando la explosión.
Ejemplo: La reacción de formación de agua a partir de sus elementos.
2 H2 + O2

2 H2O

El proceso es una reacción en cadena con participación de los radicales H, OH y O. El
radical hidroxilo actúa como un propagador de la cadena que proporciona el producto
y otro propagador de la cadena.
OH* + H2

H2O +H*

H* + O2

OH* + H*
O2

H2
H

O2

H

OH
+
O

OH
+
O
H2

H2
OH
+
H
O2

H

OH
+
O

O2

OH
+
O

Experimentalmente se comprueba que
si se introduce una mezcla de H2 y O2 en
proporciones estequiometricas 2:1 en
un recipiente previamente calentado, no
tiene necesariamente que ocurrir una
explosión. Esto depende de las
condiciones de presión y temperatura.
Por ejemplo a una T aprox. 773 K, no
hay...