CINETICA QUIMICA

Cinética Química

•

Es el área de la química que se ocupa
de la velocidad con que ocurre una
reacción química.

•

Se refiere al cambio de un reactivo o de
un producto con respecto al tiempo

Las hay:
•

Muy rápidas: fotosíntesis,
reacciones nucleares (10-6 a 10-12 s)

•

Lentas: polimerización del
cemento, conversión del grafito en
diamante

• Muchas veces se confronta rapidez
conrendimiento

• Una reacción se representa:
•

reactivos

productos

• Se puede hacer el seguimiento de una
reacción midiendo la disminución de la
concentración de los reactivos, o el aumento
de la concentración de los productos
A
B

•  

A

B

• La rapidez de la reacción puede ser expresada:
rapidez= - ------------ o = -----------

son los cambios de concentración (molaridad)
en el periodo

Reacción delbromo molecular
• Las disoluciones acuosas del bromo molecular
reaccionan con el ácido fórmico
Br2(ac) + HCOOH(ac)

2Br-(ac) +2H+(ac) + CO2

A medida que se desarrolla la reacción la
concentración de Br2 disminuye y su color se
desvanece.

Rojo
Br2 (ac) + HCOOH (ac)

2Br- (ac) + 2H+ (ac) + CO2 (g)

tiempo

• La
  medición de la disminución de la
concentración de bromo desde el tiempo
inicialhasta un tiempo final permite
determinar la rapidez promedio de la reacción
durante este intervalo

rapidez promedio= - ------------

•  
•
•
•

final

- inicial

= - --------------------------t final – t inicial

k=

[Br2]

= constante

de velocidad

Concentración
Tiempo

k = 3.50 x 10-3 s-1

Velocidad
Velocidad

2Br- (ac) + 2H+ (ac) + CO2 (g)

velocidad

velocidad = k [Br2]

Br2 (ac) + HCOOH (ac)velocidad  [Br2]

A

B

tiempo

Número de moléculas

moléculas A

moléculas B

Velocidad de reacción es el aumento en la
concentración molar del producto de una reacción o
la disminución en la concentración molar del
reactivo por unidad de tiempo (M/s) y depende de
la naturaleza de la sustancia, estado físico,
superficie de contacto, temperatura, concentración
de los reactivos y el uso decatalizadores.

A

B

tiempo

[A]
velocidad = t
[B]
velocidad =
t

[A] = cambios en la concentración de A
sobre un periodo de tiempo t
Porque [A] disminuye con el tiempo, [A] es
negativa.

[B] = cambios en la concentración de B
sobre un periodo de tiempo t

Descomposición del peróxido de hidrógeno
• Considerando la reacción:
2H2O2(ac)
2H2O + O2
Se puede determinar la velocidad de reacciónmediante un manómetro. La presión generada
por el oxígeno formado puede convertirse en
concentración utilizando la ecuación general de
los gases:

PV = nRT
•   P = RT = [O2]RT
• Reacomodando la ecuación
[O2] = P
rapidez = =

MEDICIÓN EXPERIMENTAL DE LA VELOCIDAD DE REACCIÓN

Tabla. Concentración de O2 con el tiempo

Tiempo (s)
0
600
1200
1800
2400
3000
3600
4200
4800
5400
6000

Concentración
deO2 (mol L-1)
0.0000
0.0021
0.0036
0.0048
0.0057
0.0063
0.0068
0.0072
0.0075
0.0077
0.0078

MEDICIÓN EXPERIMENTAL DE LA VELOCIDAD DE REACCIÓN

velocidad promedio = [O2] = [O2]final – [O2]inicial
t
tfinal - tinicial

Velocidad de reacción y estequiometría
aA + bB

cC + dD

1 [A]
1 [B]
1 [C]
1 [D]
==
=
velocidad = a t
b t
c t
d t
Escriba la expresión de velocidad para la reacción
siguiente:
CH4 (g) + 2O2 (g)

CO2 (g) + 2H2O (g)

[CH4]
[CO2]
1 [O2]
1 [H2O]
=
==
velocidad = t
t
t
2 t
2

Ejemplo: Expresar la velocidad de la siguiente reacción
química en función de la concentración de cada una
de las especies implicadas en la reacción:
4 NH3 (g) + 3 O2 (g)  2 N2 (g) + 6 H2O (g)

Δ[NH3]
Δ[O2]
Δ[N2] Δ[H2O]
v = – ——— = – ——— = ——— = ———
4 Δt
3Δt
2 Δt
6Δt

Ejemplo: Expresar lavelocidad de la siguiente reacción
química en función de la concentración de cada una
de las especies implicadas en la reacción:
4 NH3 (g) + 3 O2 (g)  2 N2 (g) + 6 H2O (g)

Δ[NH3]
Δ[O2]
Δ[N2]
Δ[H2O]
v = – ——— = – ——— = ——— = ———
4 Δt
3Δt
2 Δt
6Δt

La ley de la velocidad o rapidez
Expresa la relación de la velocidad de una reacción
con la constante de velocidad y la concentración de los...