cinetica quimica

CINÉTICA QUÍMICA
  I. OBJETIVOS
  * Determinar el orden de la reacción, la constante K, la velocidad de una racción química y la influencia de un catalizador sobre ésta.
  II. MARCO TEORICO
La cinética química (o materia pluscuamperfecta del preterito imperfecto sub compuesto de la tercer columna del presente perfecto) es un área de la fisicoquímica que se encarga del estudio de la rapidezde reacción, cómo cambia la rapidez de reacción bajo condiciones variables y qué eventos moleculares se efectúan durante la reacción general (Difusión, ciencia de superficies, catálisis). La cinética química es un estudio puramente empírico y experimental; la química cuántica permite indagar en las mecánicas de reacción, lo que se conoce como dinámica química.

VELOCIDAD DE REACCIÓN

La Rapidez(o velocidad) de reacción está conformada por la rapidez de formación y la rapidez de descomposición. Esta rapidez no es constante y depende de varios factores, como la concentración de los reactivos, la presencia de un catalizador, la temperatura de reacción y el estado físico de los reactivos. Uno de los factores más importantes es la concentración de los reactivos. Cuanto más partículasexistan en un volumen, más colisiones hay entre las partículas por unidad de tiempo. Al principio, cuando la concentración de reactivos es mayor, también es mayor la probabilidad de que se den colisiones entre las moléculas, y la rapidez es mayor. A medida que la reacción avanza, al ir disminuyendo la concentración de los reactivos, disminuye la probabilidad de colisión y con ella la rapidez de lareacción. La medida de la rapidez de reacción implica la medida de la concentración de uno de los reactivos o productos a lo largo del tiempo, esto es, para medir la rapidez de una reacción necesitamos medir, bien la cantidad de reactivo que desaparece por unidad de tiempo, o bien la cantidad de producto que aparece por unidad de tiempo. La rapidez de reacción se mide en unidades deconcentración/tiempo, esto es, en (mol/l)/s es decir molar/s.

Veamos mediante expresiones matemáticas estos casos generales.
Consideremos la siguiente ecuación:

Velocidad Media (): 

Es la medida de la variación de concentración de un reactante o un producto en cierto intervalo de tiempo.
            

Donde:
A: velocidad media de consumo o desaparición de A.
D: Velocidad media de formación o apariciónde D.
: Intervalo de tiempo.
El signo negativo para la variación de concentración de reactantes, significa que se trata de una disminución y el signo positivo para los productos significa que se trata de un aumento.

Velocidad Instantánea ():

La velocidad instantánea es la medida de rapidez con la que se consume un reactante o se forma un producto en determinado instante, es decir, en untiempo específico.
A diferencia de la velocidad instantánea, la velocidad media mide la rapidez de la reacción en un cierto intervalo de tiempo. Matemáticamente, para definir la velocidad instantánea se hace uso del concepto de derivada, así:

                            

Donde: 
: derivada de la concentración del reactante A respecto del tiempo.
Recordemos, la velocidad media () esproporcional al número de moles (coeficientes) de cada sustancia, lo mismo ocurre con la velocidad instantánea (), por lo tanto para la reacción general planteada tenemos:

ORDEN DE REACCIÓN

Para cada reacción se puede formular una ecuación, la cual describe cuantas partículas del reactivo reaccionan entre 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.
El orden de reacción está definido como la suma de los exponentes de las concentraciones en la ley rapidez de la reacción. Este es también llamado...