Cinetica y equilibrio quimico

1. CINETICA QUIMICA

La cinética química estudie la rapidez o velocidad de las reacciones químicas. Un número pequeño de factores controla la rapidez con que ocurre una reacción. La investigación de estos factores proporciona información acerca de cómo lo reactivos se trasforman en productos en las reacciones químicos. La descripción detallada de las formas en que se realiza una reacción. Lamayor parte de los cambios químicos se realiza a través de mecanismos que constan de varios pasos. Nunca se puede estar seguro que un mecanismo represente la realidad: estos solo son suposiciones razonables basadas en estudios cinéticos.

1.1. TEORIA DE LAS COLISIONES

Para que se realice una reacción es indispensable que las partículas reacçionantes estén en contacto; este contacto se producepor medio de choques, resultado del movimiento continuo y desordenado de las partículas de los reactivos.

Al producirse las colisiones, las distancies entre las partículas que reaccionan son mínima, con lo cual puede producirse rotura y creación de enlaces, de modo que se originan los productos de la reacción. Lo experiencia indica que hay reacciones veloces en tanto que otras son lentas, locual significa que no en todos los choques se lleva a cabo una reacción. Para que la reacción se produzca, las moléculas han de chocar, pero para que la reacción se realice, las moléculas deben poseer una energía cinética suficiente elevada. Para romper los enlaces de las moléculas de las sustancias reaccionantes y se adquiera un reordenamiento atómico, se requiere una cantidad determinada de energíade activación. Si dos moléculas (A2 y B2) chocan, puede presentarse los siguientes casos:

• Si as dos moléculas poseen la energía de activación indispensable, la colisión es eficaz y da como resultado los productos de reacción. Para que un choque resulte eficaz se necesita, además de que las tengan la EA adecuada, que su orientación espacial sea favorable al producirse la colisión.• Cuando las moléculas no tienen la energía de activación indispensable, al ocurrir el choque, rebotarán y se alejan

Como los choques entre las partículas de reactivos con gran contenido energético implican un reordenamiento atómico para obtener los productos de reacción y teniendo en cuenta que los reactivos y los productos son estables en el ordenamiento intermedio de los átomos debe hacerun contenido energético mas alto. A este ordenamiento lo llamamos estado de transición y es inestable, pues se descompone con rapidez, de modo que se obtienen los productos de reacción o en el caso contrario los reactivos nuevamente.

1.2. VELOCIDAD DE REACCIÓN.

Generalmente, cuando dos sustancias se ponen en contacto, hay posibilidad de que ocurran varias reacciones, pero la que realmente selleva a cabo es aquella que se realiza mas rápidamente. Por tanto, es posible influir en los productos controlando los factores que afectan la velocidad de la reacción.

Para cualquier sistema de reacción la velocidad no es constante con el tiempo, tiene un máximo valor al comienzo, cuando los reacoionantes se ponen en contacto y gradualmente decrece a medida que las concentraciones de estosdisminuyen y el sistema alcanza el equilibrio.

Como no solo disminuyen las concentraciones de los reaccionantes, sino también la velocidad del cambio de concentración, la velocidad se puede definir como la variación de concentración de una sustancia por unidad de tiempo. Para un instante determinado se expresa mejor corno la derivada de la concentración con respecto al tiempo:

Velocidad dereacción = variación de la concentración = d (concentración) = dC
Unidad de tiempo d (tiempo) dt

Para la reacción A + B 2C, la velocidad se puede expresar de varias manera:

a) Velocidad de desaparición de A = -d [A]
dt
[A] es la concentración de A en el tiempo t y el signo negativo indica que esta disminuye a medida que aumenta el tiempo...