Cinética de las Reacciones de Primer Orden

UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLÁS DE HIDALGO

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

LABORATORIO DE CINÉTICA QUÍMICA Y CATÁLISIS
PROFESOR DE TEORÍA: M.C. LUIS NIETO LEMUS
PROFESORA DE LABORATORIO: M.C. MARÍA TERESA REYES REYES

PRÁCTICA No.4 CINÉTICA DE LAS REACCIONES DE PRIMER ORDEN
(VELOCIDAD DE INVERSIÓN DE LA SACAROSA)

NOMBRE: EDER RINCÓN VIVEROS

Morelia, Michoacán.

OBJETIVO:En esta práctica el alumno se debe familiarizar con uno de los métodos ópticos de
estudio de la cinética de reacción y determinar analíticamente y gráficamente la
constante media de velocidad a 25 °C, empleando para ello el método integral.
INTRODUCCIÓN:
Reacción de primer orden:
Para cada reacción se puede formular una ecuación, la cual describe cuantas
partículas del reactivo reaccionanentre ellas, para formar una cantidad de
partículas del producto.
Para una reacción de la forma:

Esto significa, que dos partículas A colisionan con una partícula B, una partícula C
y una partícula D para formar el producto E.
Sin embargo, la probabilidad de que cinco partículas colisionen al mismo tiempo y
con energía suficiente, es escasa.
Más probable es que dos o tres partículascolisionen y formen un producto
intermedio, este producto intermedio colisiona con las demás partículas y forma
otros productos intermedios hasta formar el producto E, aquí un ejemplo:

La descomposición de la reacción principal en llamadas reacciones elementales y
el análisis de estas nos muestra exactamente como ocurre esta reacción.
Por medio de métodos experimentales o por premisas se puededeterminar la
dependencia de la rapidez de las reacciones elementales con las concentraciones
de los componentes A, B, C y D.
El orden de reacción está definido como la suma de los exponentes de las
concentraciones en la ley de la rapidez de la reacción. Este es también
llamado orden total de reacción, pues el orden depende del reactivo que se
analice. El orden de la reacciones se determinaexperimentalmente.

Ejemplo :
Suponiendo que la velocidad de reacción de la primera reacción elemental tiene
una dependencia cuadrática con la concentración del reactivo A, esto significa que
esta reacción es de segundo orden con respecto al reactivo A. El orden total de
esta reacción es también segundo, pues no hay otros reactivos.
Suponiendo que la velocidad de reacción de la segundareacción elemental tenga
una dependencia lineal con la concentración del reactivo A2, lineal con la
concentración del reactivo B y ninguna dependencia con C. Entonces es la
reacción de primer orden en relación a A2, de primer orden en relación a B y de
cero orden en relación al componente C. El orden total es segundo.
Suponiendo que la velocidad de reacción de la tercera reacción elemental tengauna dependencia lineal con la concentración de A 2BC, pero ninguna con la
concentración de D, entonces es la reacción de primer orden en relación a A 2BC y
de orden cero en relación a D. El orden total de la reacción es primero.
Para una reacción hipotética de la forma:

la velocidad de reacción se define como la siguiente expresión en caso de que sea
una reacción simple molecular, como ladel caso anterior:
[ ] [ ]
(las concentraciones de reactivos están elevados a su correspondiente coeficiente
cinético sólo en el caso en el que la reacción sea elemental). Donde los corchetes
denotan la concentración de cada una de las especies; "r" denota la rapidez de
reacción y "k" es la constante cinética. La velocidad de las reacciones químicas
abarca escalas de tiempo muy amplias. Porejemplo, una explosión puede ocurrir
en menos de un segundo; la cocción de un alimento puede tardar minutos u horas.
Si A0 representa el ángulo inicial y A∞ el ángulo final de rotación, una vez que la
inversión se haya completado, la cantidad inicial de azúcar de cana será
proporcional a la variación total del ángulo de rotación, esto es, A0−A∞. De la
misma forma, en el tiempo t, si el...