velocidad de reaccion

Velocidad de reacción


Corrosión del hierro - una reacción química con una velocidad de reacción lenta.


Madera ardiendo - una reacción químicacon una velocidad de reacción rápida.
La velocidad de reacción se define como la cantidad de sustancia que se transforma en una determinada reacción por unidad de volumen y tiempo. Por ejemplo, la oxidación del hierro bajo condicionesatmosféricas es una reacción lenta que puede tardar muchos años,1 pero la combustión del butano en un fuego es una reacción que sucede en fracciones de segundo.
La cinética química es la parte de la fisicoquímica que estudia las velocidades de reacción, la dinámica química estudia los orígenes de las diferentes velocidades de las reacciones. El concepto de cinética química se aplica en muchas disciplinas,tales como la ingeniería química, enzimología eingeniería ambiental.

Considérese una reacción química típica:
aA + bB → pP + qQ
Las letras minúsculas (a, b, p, y q) representan los coeficientes estequiométricos, mientras que las letras mayúsculas representan a los reactivos (A y B) y los productos (P y Q). De acuerdo a la definición del Libro Dorado de la IUPAC2 la velocidad instantánea dereacción v (también r o R) de una reacción química que se da en un sistema cerrado bajo condiciones de volumen constante, sin que haya acumulación de intermediarios de reacción, está definida por:

(NOTA:La velocidad de reacción es siempre positiva. El signo '-' está presente en los términos que involucran a los reactivos porque la concentración de reactante disminuye en el tiempo.) LaIUPAC2 recomienda que la unidad de tiempo siempre deba ser el segundo. En tal caso, la velocidad de reacción difiere de la velocidad de aumento de la concentración de un producto P por un factor constante (el recíproco de su número estequiométrico) y por un reactante A por menos el recíproco del número estequiométrico. Generalmente, la velocidad de reacción tiene las unidades mol·L−1·s−1.
Es importante teneren cuenta que la definición previa es válida sólo para una sola reacción, en un sistema cerrado de volumen constante. Esta suposición muy frecuentemente implícita debe ser explicitada, de lo contrario la definición es incorrecta: si se agrega agua a un recipiente conteniendo agua salada, la concentración de la sal disminuye, aunque no haya reacción química.
Para cualquier sistema en general, debetomarse en cuenta el balance de masas completo: ENTRANTE - SALIENTE + GENERACIÓN = ACUMULACIÓN.

Cuando se aplica al caso más simple señalado previamente, esta ecuación se reduce a:

Para una sola reacción en un sistema cerrado de volumen variable, puede usarse la denominada velocidad de conversión, con el fin de evitar la manipulación de concentraciones. La velocidad de conversión estádefinida como la extensión de reacción con respecto al tiempo.

 es el coeficiente estequiométrico para la sustancia  ,  es el volumen de reacción, y  es la concentración de la sustancia . Cuando se forman productos laterales o intermediarios de reacción, la IUPAC2 recomienda el uso de los términos velocidad de aparición y velocidad de desaparición para los productos y reactantes, respectivamente.Las velocidades de reacción también pueden ser definidas usando una base diferente al volumen del reactor. Cuando se usa un catalizador, la velocidad de reacción puede ser expresada en base al peso del catalizador (mol g−1 s−1) o área de la superficie del mismo (mol m−2 s−1). Si se toma como base un sitio específico de un catalizador que puede ser contado rigurosamente por un método específico, lavelocidad puede ser expresada en unidades de s−1, por lo que se le denomina frecuencia de cambio, o de conversión.
Factores que influyen en la velocidad de una reacción.
Influyen en la velocidad de una reacción y todos ellos quedan reflejados en el valor de la constante cinética. A continuación pasamos a detallar las más relevantes:
a. De la naturaleza química del proceso: Es, después de la...