Cineticaquimica 1 Copia

CINÉTICA
CINÉTICA QUÍMICA
QUÍMICA

1

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
forman los productos y se consumen los reactivos.
Mecanismo de una reacción: Secuencia de reacciones
intermedias que sufren los reactivos para dar los productos.

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VELOCIDAD
VELOCIDAD DE
DE UNA
UNA REACCIÓNREACCIÓN QUÍMICA
QUÍMICA. .

• Cuando se produce una reacción química, las
concentraciones de cada reactivo y producto va
variando con el tiempo, hasta que se produce el
equilibrio químico, en el cual las concentraciones de
todas las sustancias permanecen constantes.
• Es la derivada de la concentración de un reactivo o
producto con respecto al tiempo tomada siempre
como valor positivo.
• Es decirel cociente de la variación de la concentración de algún reactivo o producto por unidad de
tiempo cuando los intervalos de tiempo tienden a 0.
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La velocidad de una reacción es una magnitud positiva que expresa el
cambio de la concentración de un reactivo o un producto con el tiempo
Algunas reacciones son casi instantáneas, como la explosión del TNT; otras son
muy lentas, como la transformaciónde diamante en grafito
I2 (g) + H2 (g)  2 HI (g)

Ejemplo

• La velocidad de la reacción puede expresarse en término del aumento de la
concentración de producto ocurrida en un intervalo de tiempo t :

v

 HI t   HI t
2

t 2  t1

1

 HI

t

• También puede expresarse como la disminución de la concentración de los
reactivos ocurrida en un intervalo de tiempo t :

v 

 I2  t  I2  t
2

t 2  t1

1

 I 2 

t
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Problema: En la reacción 2 CO2  2 CO + O2 se han formado 0,3
moles de O2 en10 segundos. Calcula la velocidad de reacción en ese intervalo
de tiempo, referida al reactivo y a los productos
Solución: De acuerdo con la estequiometría de la reacción, se formarán 0,6
moles de CO mientras que desaparecerán 0,6 moles de CO2
Velocidad de desaparición
de CO2 en elintervalo de 10 s:


Velocidad de aparición
de CO en el intervalo de 10 s:


Velocidad de aparición
de O2 en el intervalo de 10 s:



  CO 2 
 0,6 
v

0,06molL 1s  1
t
10
 CO 0,6
v

0,06molL 1s  1
t
10

 O 2  0,3
v

0,03molL 1s  1
t
10
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La velocidad de una reacción en un instante dado (velocidad instantánea) es
igual a la pendiente de la recta tangente a lacurva concentración-tiempo,
relativa a reactivos o productos, en el punto correspondiente a ese instante.
Para la reacción I2 (g) + H2 (g)  2 HI (g)
la velocidad instantánea de aparición de reactivo, en el momento t, será:


HI t dt   HI t
v
t  dt

d HI

dt

d HI
El cociente
coincide con la
dt
pendiente de la recta tangente a la curva
que representa [HI] frente al tiempo.

La pendientede la recta tangente a la
curva (es decir, la velocidad de reacción)
disminuye con el tiempo, a medida que
los reactivos se consumen.
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Ejemplo de velocidad de reacción
• Br2 (ac) + HCOOH (ac)  2 HBr (ac) + CO2 (g)
• Tiempo (s)

[Br2 (mol/l) vel. media

0

0’0120
3’8 · 10–5
50
0’0101
3’4 · 10–5
100
0’0084
2’6 · 10–5
150
0’0071
2’4 · 10–5
200
0’0059
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Br2 (ac) + HCOOH (ac)  2 HBr (ac) + CO2(g)
• La velocidad puede expresarse como:
•

d[Br2]
d[HCOOH ] d[CO2] d[HBr]
v = – ——— = – ————— = ——— = ———
dt
dt
dt
2 · dt

• Parece claro que la velocidad de aparición de
HBr será el doble que la de aparición de CO 2
por lo que en este caso la velocidad habrá que
definirla como la mitad de la derivada de [HBr]
con respecto al tiempo.
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Ejemplo: Expresar la velocidad de la siguiente
reacciónquímica 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)

•

d[NH3]
d[O2]
d[N2] d[H2O]
v = – ——— = – ——— = ——— = ———
4 · dt
3 · dt
2 · dt
6 · dt

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ORDEN
ORDEN DE
DE UNA
UNA REACCIÓN.
REACCIÓN.
Cuando todos los reactivos se hallan formando una misma fase física
(reacciones homogéneas), la velocidad es proporcional...