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Tema 5 : CINÉTICA QUÍMICA. EQUILIBRIO QUÍMICO.
La cinética química estudia la velocidad con que se llevan a cabo las reacciones químicas y el modo en que lo hacen.

1. Velocidad de reacción
Consideremos una reacción química : N2 (g) + O2 (g) 2NO (g) La velocidad de reacción se define como la cantidad de producto que se forma por unidad de tiempo. Estas cantidades se expresan en forma deconcentración (mol/L). Según esto la velocidad de reacción se mide en : v =

v=−

d N2 dt

[ ] = − d[ O ] = 1 ⋅ d[ NO]
2

mol = mol ⋅ L− 1 ⋅ s −1 L⋅s
[X]= concentración de la sustancia X

dt

2

dt

El signo - se debe a que la concentración de los reactivos disminuye con el tiempo, para que de esa forma la velocidad venga dada por una cantidad positiva.

2. Ecuación de velocidad yorden de reacción
aA + bB cC + dD La velocidad de reacción depende de la concentración de los reactivos. La ecuación que expresa dicha relación recibe el nombre de ecuación de velocidad. Se suele expresar : v = K · [A]x · [B]y Ecuación de velocidad o ley diferencial de velocidad. K = constante de velocidad. Tiene un valor determinado para cada reacción. Varía con la temperatura. Si todas lasconcentraciones valen uno, K coincide con la velocidad de reacción. x = orden parcial de reacción respecto de A. y = orden parcial de reacción respecto de B. La suma de todos los órdenes parciales es el orden total de la reacción : x + y = n x e y no tienen por qué coincidir con los coeficientes estequeométricos. Pueden ser números enteros y se pueden hallar experimentalmente. 2HBr vexp = K · [H2] ·[Br2]1/2 n = 3/2 H2 + Br2 H2 + I2 2HI vexp = K · [H2] · [I2] n=2 Ver página 174, Ejemplo 1 y página 188 nº 4.

3. Teorías de las reacciones químicas
H2 + Br2 2HBr ∆H = -8,66 kcal/mol

Teoría de las colisiones
Para que se produzca una reacción debe haber choques entre las moléculas de reactivos. Además, estos choques deben ser eficaces, lo cual significa : 1. Las moléculas que chocan debenposeer energía suficiente para romper los enlaces, reordenar los electrones y formar enlaces nuevos. A la energía necesaria para conseguir esto se le llama energía de activación. E ƒ Ea. 2. Las moléculas que chocan deben hacerlo con una orientación adecuada.

1

Teoría del estado de transición
Según esta teoría la reacción tiene lugar mediante la formación de un compuesto intermedio de granenergía, por lo que es muy inestable y se descompone rápidamente dando lugar a los productos de la reacción. Este compuesto intermedio se llama complejo activado. Para que se forme el c. a. las moléculas de los reactivos deben poseer una energía, como mínimo, igual a la energía de activación ; y además chocar con la orientación adecuada. Cuanto mayor sea la energía de activación más lenta será lareacción.

4. Factores que influyen en la velocidad de reacción
Son todos aquellos que modifican la eficacia de los choques o la energía de activación.

Naturaleza de los reactivos
En general, las reacciones entre iones suelen ser rápidas, pues para que tengan lugar no hace falta romper enlaces ; mientras que las sustancias covalentes a temperatura ordinaria dan lugar a reacciones lentas, pueses preciso que se rompan los enlaces covalentes que son fuertes. Ba2+ (aq) + SO42- (aq) BaSO4 Rápida CO2 (g) + 2H2O (l) Lenta CH4 (g) + 2O2 (g)

Concentración de los reactivos y estado físico de los mismas
Una reacción supone choques entre moléculas de los reactivos. Cuanto mayor sea el número de moléculas por unidad de volumen, mayor será el número de choques por unidad de tiempo y mayor lavelocidad de reacción. 2HI (g) v = K · [H2] · [I2] H2 (g) + I2 (g) Para esta reacción se cumple que la velocidad viene dada por esa expresión. Además se cumple la ley de acción de masas (LAM), según la cual la velocidad de reacción es proporcional al producto de las concentraciones de los reactivos elevados a sus respectivos coeficientes estequeométricos. aA + bB cC + dD v = K · [A]a · [B]b Esta...