Reacciones Rapidas

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INSTITUTO TECNOLOGICO DE SALTILLO



INGENIERIA EN MATERIALES



FISICOQUIMICA II

“REACCIONES RAPIDAS”



MAESTRO: MC ELENA GUADALUPE LUQUES LOPEZ



ALUMNO: CHRISTIAN DAMIAN CEDILLO REYES






SALTILLO COAHUILA A 28 DE MAYO DE 2012





REACCIONES MUY RÁPIDAS:


H+ + OH[?] ! H2O Es de las reacciones más rápidas conocidas.


La velocidad de unareacción puede afectar al comportamiento de la reacción.


La temperatura influye en la velocidad de reacción (Cuando aumenta 10ºC la velocidad se duplica). Se puede estudiar a cierta temperatura algo y saber los resultados a una temperatura mucho más baja si las sustancias siguen estando en el mismo estado. El orden de reacción no varia pero la constante sí.// La reacción en disolución no locumple ya que el disolvente se congela.// (Esto sirve para gases pero algunos tampoco lo cumplen ya que a baja temperatura no seria exacto).// Muchas reacciones son demasiado rápidas como para que puedan ser medidas mediante los métodos clásicos. Existen varios métodos: (Los métodos de flujo que reducen el tiempo y los métodos de relajación que lo suprimen. Ambos son medidas `in situ' y suelen serespectroscópicas)


a)Métodos de flujo:


FLUJO CONTINUO:


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El movimiento de los pistones a velocidad constante y por tanto la velocidad de la mezcla a través del tubo de observación es constante y así podemos decir: vx = x / t


Dependiendo de donde se haga la medida (en el tubo que siempre hay lo mismo ya que es un sistema estacionario puesto que la velocidad es constantehasta que se acaben los reactivos) a tenido más tiempo o menos para reaccionar.(x = espacio)


-dCA / dt = -dCA dvx / dx = kCA Suponiendo orden 1


dt = dx / vx Integrando: ln CA /Caº = -k x/ vx = -kt ! ln CA = ln CAº - kt


De orden n : (1/CA )n-1 = (1/CAº )n-1 + kt(n-1)


Flujo : ! l /s


Vx


S t = 0 t = 1s


= vx S } vx = / S


MÉTODO ACELERADO:


Se mantiene elespacio constante y se varia la velocidad. Siempre se observaría en un mismo punto. A los pistones se les comunicará un movimiento con aceleración constante.


t = x / vx


dt = xd(1/ vx ) = (1/ vx )dx -dCA / dt = kCA = -dCA x / d (1/ vx)


MÉTODO CONTENIDO: (Stopped flow)


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Cuando el pistón llegue al final se detiene el flujo y en la camara de observación se mide por medida insitu la concentración con respecto al tiempo.


Consiste en medir en varios tiempos o en medir en varias medidas de z. z


• Métodos de relajación:


La reacción tiene que alcanzar el equilibrio. Se introduce una variación a las condiciones externas cuando ya está en equilibrio. Suele variarse la presión o la temperatura y el cambio suele ser brusco (fuerte e instantaneo). La reacciónavanza hacia un nuevo estado de equilibrio.


Sistema en equilibrio ! introducir T o P brusco ! sistema en no equilibrio ! Proceso de relajación ( alcanza un nuevo estado de equilibrio).


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a, b


xe


a-xe; b+xe


• t


A ! B


t = 0 a b


t a-x b-x


t ! " a-xe b-xe


x : 0 ! xe


x = xe-x


x : xe ! 0


dx / dt = k1 (a-x) - k -1 (b-x) = k1 (a-x+xe-xe)- k -1 (b-x+xe-xe) = k1 (a-xe+x) - k -1 (b+xe-x)


kc = [B] / [A] = (b+xe) / (a-xe) = k1 / k -1 } k -1 (b+xe) = k1 (a-xe)


dx / dt = (k1 + k -1) x ! -d(x) / dt = kr x


x = xe e -kr t


Tiempo de relajación : " 1/ kr


A + B ! C + D


a b c d t = 0


a-x b-x c+x d+x t


a-xe b-xe c+xe d+xe t ! "


dx / dt = k2 (a-x)(b-x) - k -2 (c+x)(d+x)


kc = [C][D] / [A][B] =(c+xe)(d+xe) / (a-xe)(b-xe) = k2 / k -2


dx / dt = -d (x) / dt = x {k2 [(a-xe) + (b-xe)]+ k -2 [(c+xe) + (d+xe)]} + (k2-k -2) x2 . Como x2 es pequeño aunque el cambio sea brusco, entonces se suprime todo el sumando y lo que hay dentro de la llave es una constante que se puede denotar como kr y queda:


dx / dt = -d (x) / dt = x kr


x = xe e -kr t Independientemente del orden de la...