CIN TICA De Reacciones Teor A

CAPITULO

7

CINETICA QUIMICA
La cinética es la parte de la química que estudia la velocidad de las reacciones quími:.as, así como los

factores que afectan a las mismas.

7.1. \MLOCIDAD DE REACCIÓN
La velocidad de reacción se puede definir como la concentración de reactivo que se
::ansforma o desaparece en la unidad de tiempo o la concentración de producto que apa:"tre en Ia unidad de tiempo.Para eI proceso aA +

b

B -+ c C + dD

lavelocidad vendría expresada de la siguiente

::llna:

7 dlAl t dlBl t dtcl t
dt --b ü -; ü -a
El signo (-) indica que la

dtDl
dt

concentración de esa sustancia va disminuyendo con el

:-:npO.

7.2. LEY DIFERENCIAL DE VELOCIDAD
La velocidad de una reacción a temperatura constante es proporcional al producto de
de los reactivos elevados a suscon'espondientes coeficientes estequio-

'. concentraciones

-

é:ricos.

Para la reacción anterior sería:

u=hlAl"lBlb

'

ia constante de velocidad específica y varia con la temperatura. Las unidades de
constante dependen del orden de la reacción.

es

-:a

-{ veces los exponentes a los que aparecen elevadas las concentraciones de los reacti,:s en la ecuación de velocidad, no coinciden con sus respectivoscoeficientes estequiomé=-cos.

Por esto, tales exponentes se determinan experimentalmente.

LA QUÍMICA EN PROBLEMAS

136

7.3. ORDEN DE REACCIÓN

-

Orden de reacción respecto de un reactivo: Es el exponente al que aparece elevac:
Ia concentración del mismo en la ecuación de velocidad. Así la reacción anterior es
de orden a respecto al reactivo A y de orden ó respecto a B .
Orden total de reacción:Es la suma de los exponentes a los que están elevadas 1a.-.
concentraciones de los reactivos en la ecuación de velocidad. Para la reacción ante'
rior el orden total es o + ó .

7.4. DETERMINACIÓN PXPPRIMENTAL DEL
ORDEN DE REACCIÓN
Supongamos una reacción del

u=klCl'(7).

tipo

C -+ productos, su ecuación de velocidad será

* es el orden de la reacción, para hallarlo
demos hacerlo gtáficamente:po-

log

u

Tomamos logaritmos en ambos miembros de
la ecuación (1)
log u = logh + r log ICJ

Si representamos en una gráfrca log

a log [C]

u frente

se obtiene una línea recta.

La pendiente de Ia recta es

r

el orden de la

reacción.

La ordenada en el origen es log á con lo cual
también podemos hallar el valor de la constante.

log C

7.5. ECUACIONES DE VELOCIDAD INTEGRADA.
TIEMPO DESEMIRREACCIÓN

-

Reacciones de orden 0
En este tipo de reacciones la velocidad no depende de ia concentración de reactivos.

-

Reacciones de primer orden
Supongamos una reacción del

tipo

C -+ productos que es de primer orden, por tanto

su velocidad será

u--dlcl
=krcl
dt
Separando variables e integrando obtendremos la siguiente expresión:

rnlflo
tcl

= ht

(2)

o

bien

lCl = lCls

e-kt

siendo lClo= Ia concentración inicial del reactivo.
[C] = la concentración de reactivo que queda después de un tiempo determinado.
á = constante de velocidad específica
f = tiempo transcurrido.

CINETICA QUIMICA

El Tiempo de semirreacción t172 se define como el tiempo que transcurre hasta
que ha reaccionado la mitad de reactivo inicial. Para una reacción de primer orden, si ha
reaccionado la mitad dereactivo inicial queda la otra mitad sin reaccionar, por tanto,
lC) = lC)0/2. Sustituyendo en la ecuación (2) nos quedaría que:

tvz =\n 2/h

-

Reacciones de segundo orden
Tenemos una reacción del tipo C + productos
Su velocidad vendrá expresada de la siguiente forma:

u=-dl,A =hlClz
dt
Separando variables e integrando obtendremos la ecuación de velocidad integrada
que es:

l_

tcl

l=kt
[c]oProcediendo de igual forma que antes el tiempo de semirreacción será

tvz= t/h '[C)o

7.6. ENERCÍa On ACTTVACTÓN (8")
se

Es la energía mínima necesaria para que cuando se produce el choque entre moléculas
rompan los enlaces y se forme el complejo activado.

7.7. FACTORES QUE TNFLTTYEN EN LA VELOCTDAL
DE REACCION
A) Naturaleza de los reactivos
Como se tienen que romper los enlaces de los reactivos, la...