quimica

28/03/2012

yibr

CINETICA QUÍMICA

Reactivo A + Reactivo B →
La Termodinámica
Si la reacción es factible

Espontaneidad de las
reacciones
Es posible realizarla ?

2 HCl(ac) + Mg(OH)2(s) → MgCl2(ac) + H2O
muy rápida

reacción en el aparato digestivo

C (diamante) + O2(g) → CO2(g)

Muy lenta !!!

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IMPORTANTE

El tiempo de reacción

Lavelocidad de las reacciones

Lo estudia la CINETICA QUIMICA

determina si una reacción química dada se produce en
determinado tiempo.

Concepto
p de velocidad de reacción
Ley de velocidad y orden de reacción

Factores que afectan la velocidad de las
reacciones
Modelos de reacción: teorías

Ejemplo de aplicación: fechado radiactivo

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Velocidad de reacción ¿Quées?
Velocidad = 90 km / h
v = Δx/ Δt
En química interesa cómo cambia la cantidad de sustancia.

v=

R →P

producto formado
intervalo de tiempo

v=

reactivo consumido
intervalo de tiempo

Se utiliza concentración
V=

[P] o [R] (mol/L)

[P]f -[P]i

V=-

tf -ti

vmedia= Δ[P]
Δt

=-

[R]f -[R]i
tf -ti

R→ P

Δ[R]
Δt

[R] o
[P]

[P]

La velocidad es
~
alaumento
de concentración de un producto o a la
disminución de la concentración de un
reactivo por unidad de tiempo

[R]
tiempo

Unidades de velocidad de reacción :

concentración/tiempo

M/s

3

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Velocidad instantánea de reacción

v

=

d[P]
dt

=-

d[R]
dt

Es la pendiente de una tangente
dibujada en el gráfico de
concentración en funcióndel
tiempo

Velocidades de reacción y estequiometría
2 R→ P
la velocidad de aparición de P es la mitad que la de desaparición de R

vmedia= Δ[P]
Δt
aA

v = − 1a

d [ A]
dt

=-

1 Δ[R]
2. Δ t

+bB → cC +dD

= − b1

d[ B]
dt

= 1c

d [C ]
dt

= − d1

d[D]
dt

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Velocidad y concentración
Ejemplo:  2 H2(g)  +  2 NO(g)  → 2 H2O(g)  + N2(g)Experimento
1
2
3
4
5
6

Concentración inicial (mol/L) Velocidad inicial de producción de N2
[NO]o
[H2]o
(T= 800 ºC
C, mol/L s)
6,00 10-3
1,00 10-3
3,19 10-3
6,00 10-3
2,00 10-3
6,26 10-3
6,00 10-3
3,00 10-3
9,56 10-3
1,00 10-3
6,00 10-3
0,48 10-3
2,00 10-3
6,00 10-3
1,92 10-3
3,00 10-3
6,00 10-3
4,30 10-3

Velocidad α [H2]

V l id d α [NO]2
VelocidadVelocidad global α [H2] [NO]2
Velocidad = k [H2] [NO]2 Ley cinética

Ley de velocidad
Expresión algebraica 
p
g
aA

+bB → cC +dD

-

k

v = k [A]x [B]Y

constante específica de velocidad para la reacción
a una determinada temperatura.

- concentración de los reactivos, elevados a ciertos exponentes

x, y = orden de reacción

x = orden respecto de A
y = orden respecto de Bx+y = orden de reacción total (se determinan experimentalmente)

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La ley de velocidad puede ser determinada solamente a partir
de medidas experimentales de velocidad de reacción.
Los exponentes de la ley no son necesariamente iguales a los
coeficientes estequiométricos.
Ejemplos
3 NO(g) → N2O(g) + NO2

v= k [NO]2

2° orden

H2(g) + I2(g) → 2 HI(g)

v =k[H2][I2]

2° orden

Mecanismo de reacciones
es la ruta ((o serie de p
pasos)) p
por la cual se efectúa
Reactivos→ Productos
Reactivos→ Intermediarios (Etapa 1)
Intermediarios → Productos (Etapa 2)

Reacciones de primer orden

R → P
A partir de datos experimentales:
v

[R]

[R]
t

Se infiere

V = k [R]

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yibrFactores que afectan las velocidades de reacción

• Naturaleza de los reactivos
• Concentración de los reactivos

• Temperatura
• Catalizadores

Naturaleza de los reactivos

Fe

H2SO4

a) reacciona lentamente

Fe (en polvo)

H2SO4

b) reacciona con mayor rapidez

Presenta mayor superficie para la
reacción

importante el estado de subdivisión de los sólidos

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El estado de agregación...