equilibrio quimico

Química 2º bachillerato

cinética y equilibrio

CINÉTICA Y EQUILIBRIO QUÍMICO
1.- Introducción a la Cinética química. Velocidad de reacción.
2.- Teorías de las colisiones y del estado de transición. Energía de activación.
3.- Factores que afectan a la velocidad de reacción. Ley de velocidad.
4.- Reacciones reversibles y equilibrio químico.
5.- Ley del equilibrio. Equilibrios homogéneos.6.- Constantes de equilibrio: Kc , Kp y Kx. Relación entre ellas.
7.- Equilibrios heterogéneos.
8.- Usos de las constantes de equilibrio.
9.- Factores que afectan al equilibrio. Ley de Le Chatelier.
10.- Aplicaciones a procesos de interés industrial.
11.- Reacciones de precipitación. Producto de solubilidad.

1.- INTRODUCCIÓN A LA CINÉTICA QUÍMICA. VELOCIDAD DE REACCIÓN.
La Cinéticaquímica es la Ciencia que estudia la velocidad con que transcurren las
reacciones químicas.
La velocidad de una reacción no depende ni de ∆ H ni de ∆ G, ya que hay
reacciones muy exotérmicas y espontáneas y sin embargo son lentas, como por ejemplo la
combustión del Carbono: C + O2 → CO2
La velocidad de reacción representa la cantidad de reactivo que desaparece o la
cantidad de producto formado porunidad de tiempo; si fuera constante se expresaría como:
∆c
∆t

c = concentración de un reactivo o producto (mol/l)
t = tiempo (s)
v = velocidad (mol/l.s), que indica el número de moles
transformados o formados por unidad de volumen, en la unidad de tiempo.
v=

Siendo

Ahora bien, la velocidad de reacción no es constante, por lo que es necesario definir
velocidades instantáneas:“Derivada de la concentración de cualquier reactivo o producto,
respecto al tiempo”.
dc
v=
dt
Expresada de esta forma, la v depende del reactivo o producto elegido, ya que por
ejemplo en la reacción N2 + 3 H2 → 2 NH3 se observa que la [N2] y la [H2] disminuyen
con el tiempo, por lo que sus derivadas son negativas, mientras que la [NH3] aumenta y su
derivada es positiva, y además la velocidad dedesaparición de H2 es triple que la del N2,
mientras que la velocidad de formación del NH3 es doble que la velocidad de desaparición
del N2 . Con el fin de que la velocidad de reacción no dependa de la sustancia elegida para
calcularla, se define la velocidad de reacción como la: “Derivada de la concentración de
cualquier reactivo o producto, respecto al tiempo, dividida por su correspondientecoeficiente estequiométrico y precedida de un signo positivo o negativo, para que sea
positiva”.
v= -

d [N 2 ]
1 d [H 2 ]
1 d [NH 3 ]
= =
dt
3
dt
2
dt
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cinética y equilibrio

2.- TEORÍAS DE LAS COLISIONES Y DEL ESTADO DE TRANSICIÓN
Para explicar la velocidad de reacción surgieron varias teorías:

Teoría de las colisiones: Se basa en lateoría cinético-molecular de los gases.
Puesto que en una reacción química tiene lugar la ruptura de enlaces entre los
átomos de las moléculas de los reactivos y la formación de nuevos enlaces para originar las
moléculas de los productos, es necesario que las moléculas reaccionantes entren en
contacto, “choquen”, por lo que a mayor número de choques, mayor velocidad de reacción.
Ahora bien,no todos los choques son eficaces (se rompen los enlaces), para esto se
requiere:
- Las moléculas han de tener suficiente energía cinética para que al chocar, los enlaces
se rompan o se debiliten. Esta mínima Ec se llama Energía de activación, y las
moléculas que la poseen se llaman moléculas activadas.
- El choque tiene que producirse en la dirección adecuada.
La Energía de activaciónrepresenta una barrera energética: si la Ea es pequeña habrá
muchas moléculas con Ec mayor que la Ea, por lo que habrá muchos choques eficaces y la
velocidad de reacción será grande, pero si la Ea es elevada, habrá pocas moléculas que
puedan remontar la barrera, por lo que casi todos los choques serán ineficaces y la
velocidad de reacción será pequeña.
Ejemplo: Para la reacción: H2 (g) + I2...