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Cintica Qumica

RpidaLentaModerada

ESTUDIA LAS VELOCIDADES DE LAS REACCIONES QUMICAS Y LOS MECANISMOS MEDIATE LOS CUALES ESTAS OCURREN

ESTUDIA LOS FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA VELOCIDAD DE REACCIN

EXPLICA LA CAUSA DE LA MAGNITUD DE LA VELOCIDAD DE REACCINA B

tiempomolculas Bmolculas ANmero de molculasVelocidad de reaccin es el aumento en la concentracin molar del producto de una reaccin o la disminucin en la concentracin molar del reactivo por unidad de tiempo (M/s) y depende de la naturaleza de la sustancia, estado fsico, superficie de contacto, temperatura, concentracin de los reactivos y el uso de catalizadores.

A Bvelocidad = -D[A]Dtvelocidad = D[B]Dt

tiempo

D[A] = cambios en la concentracin de A sobre un periodo de tiempo DtD[B] = cambios en la concentracin de B sobre un periodo de tiempo DtPorque [A] disminuye con el tiempo, D[A] es negativa.MEDICIN EXPERIMENTAL DE LA VELOCIDAD DE REACCIN

Tiempo (s) Concentracinde O2 (mol L-1)06001200180024003000360042004800540060000.00000.00210.00360.00480.00570.00630.00680.00720.00750.00770.0078Tabla. Concentracin de O2 con el tiempo

MEDICIN EXPERIMENTAL DE LA VELOCIDAD DE REACCIN

velocidad promedio = D[O2]Dt= [O2]final [O2]inicialtfinal - tinicialBr2 (ac) + HCOOH (ac) 2Br- (ac) + 2H+ (ac) + CO2 (g)

tiempo La disminucin en la concentracin de bromo puede observarse con el cambio de color a medida que transcurre el tiempo. k = velocidad[Br2]

k = 3.50 x 10-3 s-1Br2 (ac) + HCOOH (ac) 2Br- (ac) + 2H+ (ac) + CO2 (g)VelocidadVelocidadTiempoConcentracinvelocidadConcentracin Velocidad de reaccin vs concentracinvelocidad a [Br2]velocidad = k [Br2]Velocidad de reaccin y estequiometra aA + bB cC + dDvelocidad = -D[A]Dt1a= -D[B]Dt1b=D[C]Dt1c=D[D]Dt1dEscriba la expresin de velocidad para la reaccin siguiente :

CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (g)

velocidad = -D[CH4]Dt= -D[O2]Dt12=D[H2O]Dt12=D[CO2]DtEjemplo: Expresar la velocidad de la siguiente reaccin qumica en funcin de la concentracin de cada una de las especies implicadas en la reaccin: 4 NH3 (g) + 3 O2 (g) 2 N2 (g) + 6 H2O (g) [NH3] [O2] [N2] [H2O] v = = = = 4 t 3t 2 t 6t

k constante de velocidad (depende de la naturaleza reactivos y la temperatura) [A] concentracin del reactivo A, en molL1 [B] concentracin del reactivo B, en molL1 orden de reaccin respecto al reactivo A orden de reaccin respecto al reactivo B + orden de reaccin totalv=k [ A] [B] Ley de velocidad de ReaccinDependencia de la constante de velocidad respecto a la temperatura

Ea es la energa de activacin (J/mol)R es la constante de gas (8.314 J/Kmol)T es la temperatura absolutaA es el factor de frecuencialnk = -EaR1T+ lnA(Ecuacin de Arrhenius)TemperaturaConstante de velocidad

Energa de activacinEnerga potencialTranscurso de la reaccinComplejoactivadoReactivosH0Energa potencialReaccin exotrmicaReaccin endotrmicaProductosProductos El complejo activado es unaespecie transitoria muy inestable, ya que su energa es superior a las molculas de reactivo y productoEnerga de activacin (Ea)Es la mnima cantidad de energa requerida para iniciar una reaccin qumica.Orden de una reaccinEl orden de la reaccin con respecto a un reactivo, es el exponente de su trminoDe concentracin en la ley de velocidad. El orden de reaccin global es la suma de los exponentes de todos los trmino de concentracin

-VA= K*CA *CB LEY DE VELOCIDAD ORDEN PARA AORDEN PARA BORDEN GLOBAL:+ Leyes de la velocidadEjemplo: Algunas reacciones y sus expresiones para la velocidad, halladas experimentalmente, son:

Factores que influyen en la velocidad de reaccinNaturaleza de las sustancias.Estado fsico. Las reacciones son ms rpidas si los reactivos son gaseosos o estn en disolucin.

Superficie de contacto o grado de pulverizacin (en el caso de slidos) En las reacciones heterogneas la velocidad depender de la superficie de contacto entre ambas fases, siendo mayor cuanto mayor es el estado de divisin.

La velocidad de la reaccin se incrementa al aumentar la concentracin de los reactivos, ya que aumenta el nmero de choques entre ellos.Concentracin de los reactivosconcentradadiluidaTemperatura. Un incremento de la temperatura provoca un incremento en la energa cintica de las molculas, lo que hace que sea mayor el nmero de molculas que alcanza la energa de activacin.

CaCO3 y HCl con formacin de CO2 es mucho mas rpida A 50 C que a 0 CFactores externos que influyen para la velocidad de la reaccinCatalizadoresIntervienen en alguna etapa de la reaccin pero no se modifican pues se recuperan al final y no aparece en la ecuacin global ajustada.Modifican el mecanismo y por tanto Ea.No modifican las constantes de los equilibrios. Pueden ser:Positivos: hacen que v pues consiguen que Ea. Negativos: hacen que v pues consiguen que Ea.Los catalizadores tambin pueden clasificarse en:Homogneos: en la misma fase que los reactivos.Heterogneos: se encuentra en distinta fase.

Energa de activacinEnerga potencialTranscurso de la reaccinComplejoactivadoReactivosH0Energa potencialReaccin exotrmicaReaccin endotrmicaProductosProductosEaReaccin no catalizadaReaccin catalizada

CatalizadorEn la catlisis heterognea, los reactivos y el catalizador estn en diferentes fases.En la catlisis homognea, los reactivos y el catalizador estn dispersos en una sola fase, generalmente lquida.Sntesis de Haber para el amoniacoEl proceso Ostwald para la produccin del cido ntricoConvertidores catalticosCatlisis cidaCatlisis bsica

Si la cintica qumica estudia La velocidad de reaccinentonces debemos conocer los diferentes tipos deReacciones qumicasClasificacin de las reaccionesPOR SU FORMA DE COMBINACIN:a) Combinacin: A+D C+D

b) Descomposicin: A B + C

Isomerizacin : A2 A + A

POR SU RELACIN CON LA ESTEQUIOMETRIAElementales No elementalesComplejasSEGN EL ORDEN DE LA REACCINPrimero, segundo, tercer orden.

Clasificacin de las reacciones complejas 1. Reacciones reversibles. Son aquellas que llegan al equilibrio en un tiempo finito.A P 2. Reacciones paralelas. Corresponden a reacciones en las cuales un mismo reactivo produce varios productos diferentes.A P1A P2 3. Reacciones consecutivas. Son aquellas en las cuales el producto de una reaccin es el reactivo de la siguiente reaccin.A I1 PA I1 I2 P4. Reacciones mixtas.Reacciones complejas