quimica

Aspectos cinéticos de los procesos químicos
2012-1
Horario 209
Profesora: Gisella Lucero L.
g.lucero@pucp.edu.pe



Cuando se lleva a cabo una reacción química se
deben tener en cuenta dos aspectos:
- La espontaneidad de la reacción
- La velocidad a la que ocurre la reacción

Cinética química




Estudio de las velocidades de las reacciones
químicas y los factores que lasafectan.
Velocidad:

v=Δx/ Δt

v=ΔV/ Δt

Velocidad de una reacción química




Cambio de concentración de una sustancia por unidad
de tiempo.
= 1 mol A

Consideremos la reacción A -> B
to =0 min

t1 = 20 min

t2 = 40 min

1L

[A]0 = 10 mol/L

[A] = 6 mol/L

[A] = 4 mol/L

[B]0 = 0 mol/L

[B] = 4 mol/L

[B] = 6 mol/L

= 1 mol B



La velocidad de lareacción se puede expresar como:
- la rapidez con que se consume o desaparece el
reactivo A.
- la rapidez con que se forma o aparece B, el
producto.

Velocidad promedio de desaparición de A

t0 -> t1
Velocidad promedio = [A]i – [A]0 = 6 mol/L – 10 mol/L
t1 –t0
de desaparición de A
20 min – 0 min





Velocidad promedio
de desaparición de A

= - 4 mol/L

= -0,2 mol/L min20 min

La velocidad es negativa porque la [ ] del reactivo disminuye en el t
pero las velocidades nunca pueden ser negativas
Entonces ………………



Cuando se trata de velocidades de desaparición
se debe anteponer el signo - :
Velocidad promedio = - Δ [A] = 0,2 mol/L min
de desaparición de A
Δt
de to a t1

t1 -> t2
Velocidad promedio = - Δ [A] = - (4 mol/L – 6 mol/L)
de desapariciónde A

Δt

20 min

Velocidad promedio = 2 mol/L = 0,1 mol/L min
de desaparición de A

20 min

Velocidad promedio de aparición de B
t0 -> t1




Velocidad promedio = Δ [B] = [B]2 – [B]1
de aparición de B
Δt
t2 – t1
Velocidad promedio = 4 mol/L – 0 mol/L = 0,2 mol/L min
de aparición de B
20 min – 0 min

Velocidad promedio de aparición de B
t1 -> t2




Velocidadpromedio = Δ [B] = [B]2 – [B]1
t2 – t1
de aparición de B
Δt
Velocidad promedio = 6 mol/L – 4 mol/L = 0,1 mol/L min
de aparición de B
40 min – 20 min

t0 -> t1
Velocidad promedio = 0,2 mol/L min
de desaparición de A
Velocidad promedio = 0,2 mol/L min
de aparición de B

t1 -> t2
Velocidad promedio = 0,1 mol/L min
de desaparición de A
Velocidad promedio = 0,1 mol/L min
deaparición de B

Unidades de la velocidad


Velocidad promedio = Δ [B]
de aparición de B
Δt
Velocidad promedio = - Δ [A]
de desaparición de A

Δt

Unidades: mol L-1 t-1 = M t-1
t: segundos, minutos, horas, años,etc

Gráficamente Para la reacción: 2A -> 2B + C

Notas:






La gráfica [ ] vs tiempo no es una línea recta porque v
cambia mientras ocurre la reacción (reactivo:al inicio
rápida – al final lenta).
Si se calculan las velocidades promedio para intervalos
cada vez mas pequeños se obtiene la velocidad instantánea.
La velocidad instantánea en un determinado momento
se obtiene dibujando una recta tangente a la curva [ ]
vs tiempo. La pendiente de esa recta es la velocidad
instantánea.



Velocidad instantánea = v = d[ ]
dt

Velocidad de reaccióny estequiometría

Para la reacción: 2A -> 2B + C
Por cada 2 moles de A que desaparecen aparecen 2
moles de B

-d[A] = d[B]
dt
dt
Pero por cada dos moles de A solo se forma 1 mol de C
entonces la velocidad de desaparición de A es mayor
que la de formación de C.

-d[A] = 2 d[C]
dt
dt
La relación que existe entre las tres velocidades es:
Velocidad = -d[A] = d[B] = 2 d[C]
dt
dtdt



La misma relación la podemos escribir para las
velocidades instantáneas:
Velocidad = - d[A] = d[B] = 2 d[C]
dt
dt
dt

En forma general


Para la reacción: aA + bB -> cC + dD

Velocidad = -1 d[A] = - 1 d[B] = 1 d [C] = 1 d[D]
a dt
b dt
c dt d dt

Ejemplo 1


Expresar la velocidad de la siguiente reacción
química en función de la concentración de cada una
de...