Cinetica

CINETICA QUIMICA

G  0

: Reacción espontánea.

1
N2 (g)
2
(inertes)

CO( g )  NO ( g )  CO2 ( g ) 
(tóxi cos )

G -82,2 Kcal

Esta reacción es muy lenta.

1
H 2 ( g )  O2 ( g )  H 2 O(l )
2

G -56,69 Kcal

También es muy lenta.

Cinética química: Rama de la química que estudia las
velocidades de reacción y los mecanismos.
Velocidad de reacción: Medida de la rapidez con que se
formanlos productos y se consumen los reactivos.
Mecanismo de una reacción: Secuencia de reacciones
intermedias que sufren los reactivos para dar los productos.

Cinética Química
El estudio de reacciones químicas puede enfocarse desde dos aspectos
fundamentales:
a) Cambios cuantitativos que ocurren durante la reacción hasta alcanzar
el estado final sin importar si la reacción ocurre lenta orápidamente. En
este caso las magnitudes importantes son la composición final del sistema
y los parámetros termodinámicos de la reacción (H, G, etc.), y de esto
se ocupa la termodinámica química.
b) En el segundo enfoque interesa la rapidez con la cual los reactivos son
transformados en productos, teniendo en cuenta al tiempo como variable
independiente. Este es el caso de la cinética química que abarcael
estudio de las velocidades de las reacciones químicas y de todos los
factores que influyen sobre las mismas.
TERMODINÁMICA Y CINÉTICA QUÍMICA
La relación entre termodinámica y cinética química es de vital
importancia para la caracterización fisicoquímica de las reacciones
químicas.

FACTORES QUE AFECTAN A LA
VELOCIDAD DE REACCIÓN:
 Naturaleza de los reactivos.
 Concentración de los reactivos. Temperatura.
 Presencia de catalizadores.

Cinética química es el estudio de las velocidades de las reacciones
químicas
En la práctica se requiere la medición
de la concentración de los sustratos
en función del tiempo. Las
mediciones incluyen efectos de
concentración de H+, temperatura,
presión, solvente, substitución
isotópica, concentración total de
iones, etc.
La importancia de las medicionescinéticas radica en la información
que aportan para la deducción de mecanismos de reacción.
Otro interés es el conocimiento del tiempo de vida de materiales y
sustancias. Ej.: determinación de la “vida útil” de un alimento,
medicamento, etc.

La velocidad de una reacción química indica cómo
varía la concentración de reactivos o productos con el
tiempo
Ejemplo para la reacción:

aA + bB

cC + dDLa velocidad de la reacción se puede expresar:









1
d
A
1
d
B
1
d
C
1
d
D



v 
a dt
b dt
c dt
d dt

Ejemplos:
2 N2O5  4NO2 + O2
v = k [N2O5]
• Pero
2 NO2  2NO + O2
v = k´ [NO2]2
• No podemos predecir de las estequiometrías!









-

Se observa que:
1) La LV puede no tener una relación sencilla con la ec.
estequiométrica global.
2) La LV puede depender o no delas concentraciones de
cada reactivo o producto.
3) La LV puede depender de la concentración de especies
(catalizadores) que no están en la ec. global.
Un catalizador es una sustancia que afecta la velocidad de
la reacción pero cuya concentración no se modifica y por
tanto no participa en el balance de reacción global.
Si el catalizador acelera la reacción se denomina
acelerador o catalizadorpositivo.
Si el catalizador frena la reacción, se denomina inhibidor o
catalizador negativo.

q

r

• “Método de las velocidades iniciales”
– Se combinan cantidades conocidas de
reactivos.
– Se determina la velocidad midiendo el
cambio en la concentración de algún
reactivo durante un período corto de
tiempo.
– Se repite el procedimiento con diferentes
concentraciones iniciales.
– Se encuentra laley de velocidad.

Problema
A + 2B  productos
Expt.
1
2
3

[A]0

[B]0

Vel. inicial

0.10 M
0.10
0.20

0.10 M
0.20
0.20

0.0032 M/min
0.0032
0.0128

Encontrar la ley de velocidad y la k.
Rta: v = k[A]2 ; k = 0.32 M-1Min-1

Velocidad inicial

[N2O5] / M

2 N2O5  4NO2 + O2
v = k [N2O5]

Tiempo 

[N 2O5] / M

k = 3.6x10-4 (mol.L-1s-1) / 0.069 (mol.L-1)
k = 5.2 x 10-3 s-1

Leyes integradas de...