Resumen de cinetica

CINÉTICA QUÍMICA Y NANOTECNOLOGÍA

1. Cinética Química: Velocidades de reacción y el mecanismo de reacción

Cinética Química
La cinética química es un área de la fisicoquímica que se encarga del estudio de las velocidades de reacción, cómo cambian las velocidades de reacción bajo condiciones variables y qué eventos moleculares se efectúan durante la reacción general (Difusión, ciencia desuperficies, catálisis).
La cinética química es un estudio puramente empírico y experimental, pues a pesar de la gran cantidad de conocimientos sobre química cuántica que se conocen, siguen siendo insuficientes para predecir ni siquiera por aproximación la velocidad de una reacción química. Por lo que la velocidad de cada reacción se determina experimentalmente. 

Mecanismos de ReacciónEl mecanismo de reacción es el conjunto de las fases o estados que constituyen una reacción química. Los mecanismos de reacción están ligados a la cinética y a la dinámica química.

Tipos
Hay dos tipos de mecanismo, dependiendo del número de etapas que conlleven:
Reacciones elementales o concertadas
Transcurre en solo una etapa. Esta reacción se produce con una formación de un solo complejo activadoy solo tiene que superar una barrera energética. Se representa en una sola ecuación química.
Reacciones complejas
Transcurre en 2 o más etapas, con formación de intermediarios. También podemos decir que es un conjunto de reacciones elementales, donde hay más de una formación de complejos activados diferentes y supera diferentes barreras energéticas. Se expresa en varias ecuaciones químicas ouna global. En la ecuación química global, representa el estado inicial y el estado final del global de las reacciones, pero no presenta como ha transcurrido la reacción.
Los intermediarios son moléculas que aparecen en el mecanismo de la reacción, pero no en la ecuación inicial.

Ejemplo de Mecanismo
Como ejemplo consideramos la reacción global entre el óxido nítrico y el oxígeno:

Se sabeque los productos no se forman directamente como resultado de la colisión de dos moléculas NO con una molécula de O2 porque se ha encontrado la especie N2O2 durante el curso de la reacción. Un mecanismo posible es suponer que la reacción se lleva a cabo en dos etapas o reacciones elementales como las siguientes:
 primera etapa
 segunda etapa
En la primera etapa dos moléculas de NO chocan paraformar una molécula de N2O2; es una reacción bimolecular. Después, sigue una reacción, entre el N2O2 y el O2 para formar dos moléculas de NO2; es una reacción bimolecular. La ecuación química global, que representa el cambio total, se puede interpretar como la suma de de estas dos etapas.
Las especies como el N2O2 es el intermediario de la reacción.

Equilibrio Químico
Equilibrio químico es elestado al que llega cualquier reacción reversible si no existe intervención externa y en el cual se observa que las cantidades relativas de las sustancias que intervienen en la reacción, tanto los (reactivos como los productos) permanecen constantes, en el estado de equilibrio químico las concentraciones de las sustancias participantes no cambian con el tiempo y de igual manera en un sistema aisladotampoco se observan cambios físicos a medida que transcurre el mismo.
Una vez iniciada cualquier reacción química pueden presentarse dos situaciones diferentes: la reacción se desarrolla hasta el agotamiento de los reactivos o bien transcurrir hasta un punto en el que, aun cuando existan reactivos en cierta cantidad, la reacción, aparentemente, se detiene. Que el comportamiento sea de una u otraforma dependerá de la constante de equilibrio de la reacción, cuando ésta es muy grande y la reacción ocurre hasta el agotamiento del reactivo que se halla en menor proporción, nos hallamos en el caso de las reacciones irreversibles, el segundo caso es el de las reacciones reversibles en el que la reacción llega a un estado de equilibrio.
A pesar de que un sistema químico en equilibrio parece...