Relojes Quimicos

Instituto Politécnico Nacional

Fisicoquímica Ambiental

Práctica #9:

Relojes Químicos

Introducción

La mayoría de las reacciones químicas avanzan a una velocidad razonable, cambiando gradualmente un grupo de materiales en otro. Los químicos se refieren a aquellos como reactivos (especies iníciales) y a estos como productos (especies finales). Habitualmente, es posible apreciar comouna mezcla reaccionante cambia de una forma a otra.

Cinética Química

La cinética química es un área de la fisicoquímica que se encarga del estudio de la rapidez de reacción, cómo cambia la rapidez de reacción bajo condiciones variables y qué eventos moleculares se efectúan mediante la reacción general (Difusión, ciencia de superficies, catálisis). La cinética química es un estudio puramenteempírico y experimental; la química cuántica permite indagar en las mecánicas de reacción, lo que se conoce como dinámica química.

Rapidez de reacción

Pues sí, la rapidez es la velocidad de las cosas. Algo rápido es veloz y así. La Rapidez de reacción está conformada por la rapidez de formación y la rapidez de descomposición. Esta rapidez no es constante y depende de varios factores, como laconcentración de los reactivos, la presencia de un catalizador, la temperatura de reacción y el estado físico de los reactivos. Uno de los factores más importantes es la concentración de los reactivos. Cuanto más partículas existan en un volumen, más colisiones hay entre las partículas por unidad de tiempo. Al principio, cuando la concentración de reactivos es mayor, también es mayor laprobabilidad de que se den colisiones entre las moléculas, y la rapidez es mayor. A medida que la reacción avanza, al ir disminuyendo la concentración de los reactivos, disminuye la probabilidad de colisión y con ella la rapidez de la reacción. La medida de la rapidez de reacción implica la medida de la concentración de uno de los reactivos o productos a lo largo del tiempo, esto es, para medir la rapidezde una reacción necesitamos medir, bien la cantidad de reactivo que desaparece por unidad de tiempo, o bien la cantidad de producto que aparece por unidad de tiempo. La rapidez de reacción se mide en unidades de concentración/tiempo, esto es, en (mol/l)/s es decir moles/(l·s).

Existen varios factores que afectan la rapidez de una reacción química: la concentración de los reactivos, latemperatura, la existencia de catalizadores y la superficie de contactos tanto de los reactivos como del catalizador. Los catalizadores pueden aumentar o disminuir la velocidad de reacción.

En 1888, el químico sueco Svante Arrhenius sugirió que las moléculas deben poseer una cantidad mínima de energía para reaccionar. Esa energía proviene de la energía cinética de las moléculas que colisionan. La energíacinética sirve para originar las reacciones, pero si las moléculas se mueven muy lento, las moléculas solo rebotarán al chocar con otras moléculas y la reacción no sucede. Para que reaccionen las moléculas, éstas deben tener una energía cinética total que sea igual o mayor que cierto valor mínimo de energía llamado energía de activación (Ea). Una colisión con energía Ea o mayor, consigue que losátomos de las moléculas alcancen el estado de transición. Pero para que se lleve a cabo la reacción es necesario también que las moléculas estén orientadas correctamente. La constante de la rapidez de una reacción (k) depende también de la temperatura ya que la energía cinética depende de ella.

Objetivos

* Definir cinética química
* Conocer las reacciones reloj
* Evaluar lainfluencia de la concentración de un reactivo y temperatura en la velocidad de una reacción química, mediante la determinación del orden de reacción respecto al reactivo limitante.

Desarrollo Experimental

Resultados

Tabla 1. Volúmenes de reactivos manteniendo la concentración del Bisulfato constante.
No. de tubo | Bisulfato (b) | Agua | Formaldehido (a) | Tiempo(seg) | ln(1/t) |
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