Diapositivas Quimica

Cinética Química
Una reacción química es aquella en la que se produce la ruptura y/o formación de enlaces químicos. La cinética tiene por objeto el estudio de la evolución de los sistemas químicos a lo largo del tiempo.

Velocidad de las reacciones.
Representa la cantidad de uno de los reactivos que desaparece por unidad de tiempo o la cantidad e uno de los productos que se forma por unidadde tiempo. Se suelen usar concentraciones, expresadas en mol/litro. Como el tiempo su unidad es en segundos. La velocidad de la reacción estará expresada en mol/litros segundos. Velocidad de reacción: Es la derivada de la concentración respecto al tiempo dividida por el coeficiente estequiométrico respectivo y convertida en número positivo.

aA + bB → cC + dD

v= -

1 d [A] 1 d [B ] 1 d [C ]1 d [D ] = = = a dt b dt c dt d dt

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Variando las concentraciones de A y B se puede determinar experimentalmente la expresión matemática que relaciona la velocidad con dichas concentraciones, ley diferencial de velocidad o ecuación de la velocidad.

aA + bB → cC + dD

ν = K [A]m [B ]n

en donde [A] y [B] son las concentraciones de los reactivos. K es la Cte de velocidad.Es característica para cada reacción y solo depende de la T, pero no de la concentración. Las unidades depende del orden de la reacción. m y n es el orden de reacción, de orden m con respecto a A y orden n con respecto a B, siendo el orden total de la reacción m + n. m y n no tienen porqué coincidir con los coeficientes estequiométricos a y b, estos exponentes, no tienen que ser necesariamenteenteros, pueden ser fraccionarios o incluso cero.

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La constante de velocidad (velocidad específica), es característica de cada reacción y su valor varía mucho con la temperatura.  moles 
  L. seg .     = seg -1 er 1 orden v = K [A] ; K =  moles     L.   moles    L. seg .   -1 2   = L. -1 2” orden v = K [ A] ; K = mol seg  moles2    L .2    moles   L. seg .   -1 3   = L2 er -2 3 orden v = K [A] ; K = . mol seg  moles3    3  L. 

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Ecuación de la velocidad integrada o vida media de un reactivo. La ecuación que relaciona el tiempo con la concentración es la ecuación de la velocidad integrada.

1º Orden
C

A → Pr oductos
∫Co -

-

d [A] dC = K [ A] ; = K C dt dt
t

C dC t = ∫ o K d t ; Ln   = - K t⇒ C = C o e- K   C  Co 
-

2º Orden

2 A → Pr oductos
C Co

d [A] dC = K ′ [ A]2 ; = K′ C2 dt dt

-∫

dC C
2

1 1 = ∫ K′ d t ; = K′ t C Co
t o

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•Periodo de semirreacción: Tiempo necesario para que reaccione la mitad de la sustancia reaccionante presente

CO CO → C = 2
t1 / 2

1 orden : C =

er

Co C C ⇒ o = Co e- K t1 / 2 ⇒ Ln  C o = K t1 / 2 ⇒ 22  o  2 
 

t1 / 2

=

Ln 2 K

En el caso de primer orden la vida media es independiente de la concentración inicial.

1 1 Co 2º orden : C = ⇒ Co = K′ t1/ 2 ⇒ 2 Co 2

t1 / 2

1 = K ′ Co

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• Mecanismo de la reacción. La ruta por la que se efectúa una reacción recibe el nombre de mecanismo. Algunas transcurren en un solo paso, pero la mayoría se llevan acabo en una serie de pasos. En muchos casos el mecanismo consiste en un paso mas lento que el resto, paso que determina la reacción, la velocidad a la cual se efectúa este paso determina la velocidad de la reacción global. Cada uno de las reacciones que dan lugar a la reacción global se denomina proceso o reacción elemental. Molecularidad: Es el número de átomos o moléculas de reactivo queintervienen en un proceso elemental. Puede ser por tanto monomolecular, bimolecular, trimolecular, etc.

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• Diferencia entre orden de reacción y molecularidad Orden es un concepto experimental: ley diferencial de velocidad. Molecularidad es un concepto teórico, relacionado con el mecanismo de la reacción. • Reacciones en cadena: La suma algebraica de los procesos elementales no da...