CINETICA

Cinética Química
La química, por su misma naturaleza, se ocupa del cambio. Las reacciones químicas convierten sustancias con propiedades bien definidas en otros materiales con propiedades diferentes.
Gran parte del estudio de las reacciones químicas se ocupa de la formación de nuevas sustancias a partir de un conjunto dado de reactivos. Por lo tanto, es necesario entender la rapidez con quepueden ocurrir las reacciones químicas.
La experiencia nos dice que hay reacciones más rápidas que otras, debido a este fenómeno, debemos comprender los factores que controlan o influyen en la velocidad.
Por ejemplo: Que determina la rapidez con que se oxida el acero?,. Que determina la rapidez con que se quema el combustible de un motor de un automóvil?.
El área de la química que estudiala velocidad o rapidez con que ocurren las reacciones químicas se denomina cinética
química.
Veremos que la velocidad de las reacciones químicas están afectadas por varios factores, es decir, factores que influyen en la velocidad de dichas reacciones:
La concentración de los reactivos
Casi todas las reacciones químicas avanzan con más rapidez si se aumenta la concentración de uno o más de losreactivos.
Por ejemplo: la lana de acero arde con dificultad en el aire el cual contiene 20% de oxígeno, pero enciende con llama blanca y brillante en oxígeno puro.
Es decir, que al variar la concentración de oxígeno se manifiesta un comportamiento diferente.
Dependencia de la velocidad con la concentración: la disminución de la velocidad de reacción con el paso del tiempo, es muy típica de lasreacciones. La velocidad de reacción disminuye conforme se reduce la concentración de los reactivos, y a la inversa, la velocidad aumenta cuando se incrementa la combinación de los reactivos.
Una forma de estudiar el efecto de la concentración sobre la velocidad de reacción es determinar que de forma la velocidad al comienzo de una reacción depende de las concentraciones iniciales.
Por ejemplo:NH4+(ac) + NO2-(ac) N2(g) + 2 H2O
Se podría estudiar la velocidad de esa reacción midiendo la concentración de NH4+ o NO2- en función del tiempo o midiendo el volumen de N2 que se produce.
Una vez que se ha determinado la velocidad inicial de la reacción (en t=0) para diversas concentraciones iniciales de NH4+ y NO2- se pueden calcular las velocidades con diferentes concentraciones de NH4+ y NO2-Concentración inicial de NH4+
Concentración inicial de NO2-
Velocidad inicial observada
0.0100 M
0.200 M
5.4 x 10-7
0.0200 M
0.200 M
10.8 x 10-7
0.0400 M
0.200 M
21.5 x 10-7
0.200 M
0.0202 M
10.8 x 10-7
0.200 M
0.0404 M
21.6 x 10-7
0.200 M
0.0606 M
32.4 x 107-
Estos datos inician que al variar la concentración de NH4+ NO2- la velocidad cambia.
Puede observarse que mientrasque si duplica la concentración de NH4+ y mantenemos constante la concentración de NO2-, la velocidad se duplica.
Cuando hacemos variar la concentración de NO2- de forma similar mientras mantenemos constante la concentración de NH4+, la velocidad se ve afectada de la misma manera.
Se puede expresar la dependencia respecto de la concentración con la siguiente ecuación:
Velocidad = K (NH4+) (NO2-)Para el primer dato de la tablas:
5,4 x 10-7 M/S = K (0.0100 M) (0.200 M)
K = 5,4 x 10-7 M/S__
(0.100 M) (0.200 M)
K = 5,4 x 10-7 M/S__
0,002
K = 0.00027 M-1 S-1 o 2.7 x 10-4 M-1S-1
La temperatura a la cual se lleva a cabo la reacción
La rapidez de las reacciones químicas aumenta confirme se eleva la temperatura.
Por ejemplo: las reacciones bacterianas que conducen a la descomposición dela leche se llevan a cabo con mayor rapidez a temperatura ambiente que a temperaturas bajas.
La medición de velocidades re reacción deben efectuarse a temperaturas constantes porque el calentamiento las modifica. Se estima con gran aproximación que un aumento de 10°C en la temperatura provoca la duplicación de la velocidad de reacción.
Ejemplo: En la reacción del carbonato de calcio (CaCO3)...