CINTICA QUMICACINTICA QUMICA

DEFINICIN

La Cintica Qumica estudia las velocidadesde las reacciones qumicas y los mecanismos

por los cuales se producen.

La velocidad de una reaccin es proporcional La velocidad de una reaccin es proporcionalal aumento de concentracin del producto o a

la disminucin de concentracin de un

reactivo por unidad de tiempo.

El mecanismo de una reaccin es la ruta (oserie de pasos) por la cual se efecta.

Para una reaccin de orden 2

Obtenemos la siguiente grfica

VELOCIDAD Y MECANISMO DE LAS REACCIONES QUMICASLAS REACCIONES QUMICAS

1. LA VELOCIDAD DE UNA REACCIN QUMICA

Los procesos que ocurren porreacciones inicas, se realizan tanrpidamente en intervalos de mili yrpidamente en intervalos de mili ymicrosegundos, la cual sus velocidadesno pueden ser medidos.

Las molculas enlazadas porcovalencias por lo general reaccionanlentamente.

Los factores que afectan la velocidad

de reaccin son principalmente la

naturaleza y la concentracin de las

sustancias reaccionantes (Reactivos),

la temperatura y los catalizadores.

Concentracin de reactantes

Temperatura de reaccin

Presencia de un catalizador

De acuerdo a la Ley de accin demasas, la Velocidad de una reaccinqumica es proporcional a lasconcentraciones de las sustanciasreaccionantes.

V = K [Reaccionantes]

K es la constante de velocidad y estrelacionada con la temperatura, estoquiere decir que si aumenta latemperatura entonces aumenta lavelocidad de la reaccin.

V = K [Reaccionantes]

El signo negativo es por que disminuyela concentracin de A.

2. MOLECULARIDAD DE UNA REACCIN

Reaccin Monomolecular: Es cuandouna molcula reacciona a un tiempo.

Br 2Br

Reaccin Bimolecular: Es cuando dosmolculas reaccionan en un instante.

Br 2 2Br

I 2 2 HIH 2 +

3. ORDEN DE UNA REACCIN

Una orden de una reaccin est dadapor la suma de los exponentes de lasconcentraciones.

Donde C es la concentracin delreaccionante y K es la constante develocidad.

V =KCn d

d t= KC

C n

3.1 REACCIONES DE PRIMER ORDEN

La velocidad depende solamente de laprimera potencia de la concentracin deuna simple sustancia reaccionante.

Ejemplo:Se tiene una reaccin de descomposicin del xidode etileno (CH2)2O en Metano y monxido decarbono a la temperatura de 414C.

Se obtuvieron los siguientes datos en concentracin:

O

CH2H2CCH4 CO+

(g)(g) (g)

Se obtuvieron los siguientes datos en concentracin:

Demostrar que esta descomposicin sigue unareaccin de primer orden y calcular la constante develocidad especfica.

Tiempo (min) 0 5 7 9 12 18

Concentracin (mol/L) 11.65 11.04 10.73 10.43 9.98 9.16

Solucin:Co = 11.65

t LnC

0 2.45530618

5 2.40152504

GRFICA DE PRIMER ORDEN

y = -0.0136x + 2.46362.45

2.5

7 2.37304356

9 2.34468627

12 2.30058309

18 2.21484618

y = -0.0136x + 2.4636R2 = 0.9956

2.2

2.25

2.3

2.35

2.4

2.45

0 5 10 15 20

Tiempo (min.)

L

n

C

Como LnC = -Kt + LnCo, entonces

K = -0.0136; por lo tanto

K = 0.0136 min-1.

En la grfica se observa una forma

lineal, en donde se demuestra que la

reaccin es de primer orden.

Esto se ha resuelto por el mtodo dehoja de clculo de computadora, perotambin se puede determinar con unmtodo analtico, dando un resultadoaproximado:

K= 1tLn C

Co

K = 118 minLn 9. 16

11. 65

K = 0.0134 min 1

3.2 REACCIONES DE SEGUNDO ORDEN

En el caso:

a + b = 2

Ejemplo:Se tienen los siguientes datos cinticos para lareaccin entre Na2S2O3 y CH3I a 25C, donde lasconcentraciones vienen expresadas en unidadarbitraria.

t(min) 0 10

Siendo la reaccin de Segundo orden, calcular K.

Na2S2O3 35.4 27.0

CH3I 18.3 9.9

Solucin:Datos: CAo = 35.4; CBo = 18.3; CA = 27.0; CB = 9.9;t = 10 min.

K = 0.00202 min-1

3.3 REACCIONES DE TERCER ORDEN

En el caso ms simple.

Se conocen muy pocos ejemplos de

reacciones de 3er orden, ejemplo

tenemos:

2NO 2NO2O2+

2NO 2NOClCl 2+

3.4 REACCIONES DE ORDEN n

dKCC

nddt

= KCCn

4. EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LA VELOCIDAD DE

REACCIN

Energa de Activacin: es la mximaenerga que absorbe cuando ocurre unareaccin.reaccin.

=K2K1

Eact

R

T2 - T1T2 x T1

Ln

Ejemplo:Los valores de la constante de velocidad para ladescomposicin del N2O5 a 25C y 25C son 3.46 x10-5 seg-1 y 4.87 x 10-3 seg-1. Calcular la Eact. Paraesta descomposicin.

Solucin:Datos: T = 298K, T = 338K, K = 3.46 x 10-5 seg-1 ,Datos: T1 = 298K, T2 = 338K, K1 = 3.46 x 10

-5 seg-1 ,K2 = 4.87 x 10

-3 seg-1.

=K2K1

Eact

R

T2 - T1T2 x T1

Ln

Eact. = 24752.118 cal/mol