cinetica quimica

Laboratorio de cinética

1. Objetivos.- Es aquella rama de la físico-química que estudia la velocidad de las reacciones y sus mecanismos. La cinética complementa a la termodinámica al proporcionar información de la velocidad y mecanismos de transformación de reactivos en productos. La velocidad de una reacción depende de la naturaleza de las sustancias, temperatura y concentración de losreactivos. Un incremento de temperatura produce casi invariablemente un aumento de velocidad; el aumento de la concentración inicial origina una aceleración en la velocidad.
2.- Marco teórico.-
Velocidad de Reacción
La velocidad de una reacción química es aquélla a la que las concentraciones de las sustancias reaccionantes varían con el tiempo, es decir, -dC/dt, donde C es la concentración delreactivo y t el tiempo. El signo menos usado indica que la concentración disminuye con el tiempo. Esta dependencia viene dada por la ley de acción de masas, que se expresa de la forma siguiente: la velocidad de una reacción en cada instante es proporcional a la concentración de los reactivos con cada concentración elevada a una potencia igual al número de moléculas de cada especie participe en elproceso. Así, por ejemplo:
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La velocidad de una reacción se suele expresar en términos del número de moles de reactivo transformada en un volumen unitario y por unidad de tiempo. También en función de la velocidad de formación de un producto.
Principio De Le Chátelier
Una reacción reversible en equilibrio mantendrá esta condiciónindefinidamente a menos que la perturben cambios provenientes del exterior. Entre estos cambios podríamos mencionar la adición o eliminación de calor, la adición o eliminación de un reactivo o de un producto y cambio de presión. El efecto de cambiar los diversos factores que se indican arriba se incluye en un principio muy general, llamado principio de Le Châtelier, dice que cuando un sistemaestá en equilibrio, el cambio de cualquiera de los factores de los que depende el equilibrio hará que se desplace el equilibrio, de manera que se disminuya el efecto del cambio.
Influencia del cambio de temperatura
Si una reacción es endotérmica, al calentar el sistema en equilibrio se causara un desplazamiento del equilibrio hacia la derecha con la formación consiguiente de más productos y, por lotanta, un aumento en el valor de la constante de equilibrio. Si la reacción es exotérmica, la aplicación de calor hará que el equilibrio se desplace hacia la izquierda.
El cambio de la constante de equilibrio al cambiar la temperatura se puede considerar también desde un punto de vista cuantitativo. Se ha encontrado que en muchos casos se obtiene la línea recta si se representa gráficamente ellogaritmo de la constante de equilibrio en función de la reciproca de la temperatura absoluta. Con la pendiente de esa línea se puede calcular un valor muy cercano al valor promedio del calor de reacción para el margen de temperaturas en estudio. Las expresiones matemáticas de esta relación son:
log Kp = - D H + I
2.303RT
log (Kp)2 = D H (1/T1 – 1/T2) = D H ( T2 – T1 / T2T1)
(Kp)1 2.303R 2.303 RInfluencia del cambio de concentración.
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Si se considera la reacción hipotética A + B C + D a temperatura constante, en el equilibrio habrá valores definidos de las concentraciones de A, B, C y D. La adición de A o de B, o de ambos, hace que la velocidad de la reacción hacia la derecha sea mayor que la velocidad de reaccióninversa. El equilibrio se puede restablecer únicamente si se disminuyen las concentraciones de A y B y se aumentan las de C y D. De este modo las velocidades de reacción opuestas se hacen iguales en la nueva posición de equilibrio.
Influencia del cambio de presión
Un aumento en la presión de una reacción en la que haya uno o varios gases presentes hará que el equilibrio se desplace en la...