ndiceEjercicio 1Ejercicio 2Ejercicio 3Ejercicio 4Ejercicio 5Ejercicio 6Ejercicio 7Ejercicio 8Ejercicio 9Ejercicio 10

Ejercicio 11Ejercicio 12Ejercicio 13Ejercicio 14Ejercicio 15 Medida de la velocidad de reaccin Medida de la velocidad de reaccin y factores de los que depende Explicacin de cuestiones de cintica qumica

AyudaLas reacciones qumicas tienen lugar a diferentes velocidades; algunas reacciones pueden ser muy rpidas, como las explosiones, y otras muy lentas, como la oxidacin del hierro.

Se define la velocidad de reaccin como la relacin entre la variacin de la cantidad de reactivo o de producto que estemos observando y el tiempo en el que ocurre ese cambio.

La cantidad puede medirse en unidades de masa, de volumen si se trata de gases, de cantidad de sustancia o moles, o de concentracin, si se trata de disoluciones.

Los factores o variables que influyen sobre la velocidad de una reaccin son:. Concentracin: normalmente la velocidad de las reacciones aumenta al aumentar la concentracin de los reactivos. Para cada reaccin se determina experimentalmente la ecuacin o la grfica que relaciona velocidad y concentracin.. Temperatura: siempre la velocidad de las reacciones aumenta al aumentar la temperatura. Es una variacin exponencial.. Superficie de contacto: en las reacciones heterogneas, la velocidad de reaccin aumenta al aumentar el rea de la superficie de contacto entre los reactivos.. Catalizadores: son sustancias que modifican la velocidad de reaccin sin consumirse. Son especficos para cada reaccin. Si disminuyen la velocidad de reaccin en vez de aumentarla pueden denominarse inhibidores.

AyudaCon la ayuda de la teora cintico-molecular, podemos explicar el comportamiento de la velocidad de las reacciones qumicas frente a los factores que la modifican.Para ello debemos considerar que: Las partculas (molculas, tomos o iones) que constituyen los reactivos deben chocar entre s para evolucionar hacia la formacin de productos. Como consecuencia de estos choques se debilitarn o rompern las fuerzas o enlaces que hay entre las partculas de los reactivos y posteriormente se formarn enlaces nuevos entre estas partculas que darn lugar a los productos. Para que esto suceda los choques deben ser eficaces, es decir, las partculas deben chocar con suficiente energa y con la orientacin en el espacio adecuada; de lo contrario no se formarn los productos, es decir, no suceder la reaccin.As por ejemplo en la reaccin: NO(g) + O3(g) NO2(g) + O2(g)

AyudaA la luz de la teora cintico-molecular podemos explicar razonadamente el efecto de cada factor que influye en la velocidad de reaccin. Para ello debemos pensar en la eficacia de los choques, ya que cuanto mayor sea esta eficacia, con mayor rapidez se evolucionar desde los reactivos hacia los productos de la reaccin

En general: Si aumenta el nmero de choques entre partculas en la unidad de tiempo (frecuencia del choque), aumentar el nmero de los que sean eficaces, y, por tanto, la velocidad de reaccin. Esto ocurrir al aumentar el grado de divisin de un reactivo slido o al aumentar la concentracin de un reactivo disuelto.

Si aumenta la energa cintica de las partculas de los reactivos, aumentar la proporcin de stas que choquen eficazmente y con ello aumentar la velocidad de reaccin. La energa cintica de las partculas aumenta con la temperatura. La energa mnima que deben tener las partculas de los reactivos para chocar eficazmente se denomina energa de activacin y tiene un valor diferente para cada reaccin.

Los catalizadores actan de un modo especial, dan lugar a especies intermedias entre los reactivos y los productos, que para que se formen necesitan una energa de activacin menor que si no estuviera el catalizador, y luego evolucionan hacia los productos normales de la reaccin. De este modo hace falta menos energa en el choque y la reaccin es ms rpida.

Clasifica las siguientes reacciones que suceden a temperatura ambiente como: muy rpidas (tiempo de reaccin del orden de un minuto o menos), muy lentas (tiempo de reaccin del orden de das o ms) y de velocidad moderada (tiempo de reaccin del orden de horas o menos).Muy rpida (segundos)1De velocidad moderada (minutos) De velocidad moderada (horas) Muy lenta (no se aprecia si no elevamos la temperatura y la iniciamos) Muy lenta (aos)Muy rpida (segundos)

REACCINVELOCIDADReaccin entre el cido clorhdrico y el cinc: HCl(g) + Zn(s) H2(g) + ZnCl2(ac)

Limpieza con detergente de una mancha de chocolate de una camisa.Formacin de agua partir de hidrgeno y oxgeno (recuerda que es a temperatura ambiente):H2(g)+ O2(g) H2O(l) Desaparicin en la atmsfera de los compuestos clorofluorcarbonados (CFC) que destruyen el ozono.Reaccin del sodio con el agua:Na(s) + H2O(l) H2(g) + NaOH(ac)Digestin del desayuno.

Se hizo reaccionar cido clorhdrico con carbonato de calcio, segn la reaccin: CaCO3(s) + 2 HCl(ac) CO2(g) + CaCl2(ac) + H2O(l)Se midi la masa de dixido de carbono que se iba desprendiendo.El tratamiento de los datos qued reflejado en la tabla y grfica adjuntas. Analizando ambas, contesta a las preguntas que vayan apareciendo en la pantalla.2La reaccin sucede a la misma velocidad todo el tiempo? Calcula la velocidad media en el primer minuto y en el sexto minuto.Por qu la curva se hace horizontal al final de la reaccin?Al ser horizontal, su pendiente es cero, lo que significa que la velocidad de reaccin tambin es cero, la reaccin ha terminado porque se han consumido los reactivos.

Hoja1

Tiempo (min)Masa del gas desprendido (g)Masa del gas desprendido en cada minuto (g/min)

00

11.501.50

22.501.00

33.050.55

43.400.35

53.590.19

63.670.08

73.700.03

83.700.00

Hoja1

Masa del gas desprendido (g)

Tiempo (min)

Masa del gas desprendido (g)

Hoja2

Hoja3

Podemos conocer la velocidad de reaccin del magnesio con el cido clorhdrico, segn la reaccin: HCl(ac) + Mg(s) H2(g) + MgCl2(ac), midiendo el volumen de hidrgeno desprendido en unas determinadas condiciones de presin y de temperatura. Observa la grfica adjunta que se ha obtenido representando datos reales para esta reaccin y contesta a las preguntas que vayan saliendo en la pantalla.3Calcula la velocidad de reaccin media en el primer minuto y en el quinto minuto y compralas.Calcula la velocidad instantnea de la reaccin en los instantes 1 y 5 min sabiendo que su valor coincide con el de la pendiente de la tangente a la curva. Compralas.Las velocidades de reaccin medias e instantneas han disminuido al irse consumiendo los reactivos.

Se ha medido el volumen de hidrgeno desprendido, en unas determinadas condiciones de presin y de temperatura, en la reaccin: 2 HCl(ac) + Mg(s) H2(g) + MgCl2(ac). Observa las grficas adjuntas que se han obtenido representando datos reales para esta reaccin, que se ha llevado a cabo con la misma cantidad de magnesio y con concentraciones del cido clorhdrico diferentes. Contesta a las preguntas que vayan saliendo en la pantalla.Observando el aspecto de las curvas, describe la influencia de haber aumentado la concentracin de uno de los reactivos.Calcula la velocidad instantnea de ambas reacciones en el instante 1 min y compralas.Como puede apreciarse, la curva rosa tiene una pendiente inicial mucho mayor que la curva azul, es decir, la velocidad de reaccin es mayor al estar ms concentrado uno de los reactivos. Consecuentemente, se consumirn antes los reactivos y se detendr antes la reaccin (tramo horizontal de la curva).Estos valores confirman la influencia de la concentracin del reactivo en la velocidad. 4

Una estudiante lleva a cabo un experimento para medir la velocidad de la reaccin entre el carbonato de cobre (II) (trocitos de malaquita) y el cido clorhdrico. Los resultados que obtiene se muestran en la tabla adjunta. A partir de ella, contesta a las preguntas que vayan apareciendo en la pantalla.Escribe la ecuacin qumica igualada de la reaccin.Representa grficamente los resultados del experimento. Sita la masa de CO2 en el eje vertical y el tiempo en el horizontal.Cmo vara la velocidad de reaccin con el tiempo? Por qu?Cunto tiempo ha durado la reaccin? Calcula la velocidad media total en g CO2/min y en mol CO2/min. La curva tiene una pendiente inicial mucho mayor que al final, la velocidad de reaccin disminuye al hacerlo la superficie de los trocitos de malaquita y la cantidad de HCl presente . CuCO3(s) + 2 HCl(ac) CO2(g) + CuCl2(ac) ) + H2O(l)5

Hoja1

Tiempo (min)Masa de CO2 desprendida (g)

00.0

21.5

42.5

63.1

83.4

103.6

123.7

143.7

Hoja1

Masa de CO2 desprendida (g)

Tiempo (min)

Masa de CO2 desprendida (g)

Hoja2

Hoja3

Continuando con el experimento descrito en el ejercicio anterior, resuelve las siguientes cuestiones:(a) A partir de la ecuacin qumica igualada, calcula la cantidad de CuCO3 que ha reaccionado y la velocidad media de la reaccin en mol CuCO3 /min.(b) En el grfico siguiente se ha representado, en funcin del tiempo, la masa de CO2 desprendido en otros dos casos: si la reaccin se hace en caliente (45 C) y si la malaquita est pulverizada y se mantiene a 45 C. Justifica por qu las nuevas grficas tienen la forma mostrada. CuCO3(s) + 2 HCl(ac) CO2(g) + CuCl2(ac) + H2O(l)

El cociente estequiomtrico entre el CuCO3 y el CO2es 1, por lo tanto desaparecer la misma cantidad de sustancia de uno que de otro. La velocidad media ser, entonces, 7,05.10-3 mol de CuCO3/min.Escribe la ecuacin qumica asociada al experimento descrito y contesta al apartado (a).6 Como puede observarse en los grficos, la elevacin de la temperatura aumentar la velocidad de reaccin e igualmente lo har el grado de divisin del reactivo slido. Se alcanzar antes el final de la reaccin, es decir el tramo horizontal de la curva.Contesta al apartado (b).

Grfico4

000

1.523

2.533.55

3.13.53.65

3.43.653.7

3.63.73.7

3.73.73.7

3.73.73.7

Temperatura baja

Temperatura alta

Temperatura alta y mayor grado de divisin

Tiempo (min)

Masa de CO2 desprendida (g)

Hoja1

Tiempo (min)Masa de CO2 desprendida (g)

00.000

21.523

42.533.55

63.13.53.65

83.43.653.7

103.63.73.7

123.73.73.7

143.73.73.7

Hoja1

Temperatura baja

Temperatura alta

Temperatura alta y mayor grado de divisin

Tiempo (min)

Masa de CO2 desprendida (g)

Hoja2

Hoja3

El agua oxigenada es el nombre comn de la disolucin de perxido de hidrgeno: H2O2. Este compuesto se descompone lentamente segn la reaccin: 2 H2O2(ac) 2 H2O(l) + O2(g). El grfico muestra los resultados de la reaccin expresados como volumen de oxgeno desprendido por min. Las reacciones se han realizado en las mismas condiciones de concentracin y de temperatura, pero en una de ellas se ha aadido a la disolucin una pequea cantidad de MnO2 (s). Contesta a las cuestiones que vayan apareciendo en la pantalla.7Calcula la velocidad de reaccin media en los cinco primeros minutos de ambas reacciones y compralas.Describe cmo queda reflejado en las grficas el transcurso de cada reaccin y la causa de diferencias tan acusadas.La curva azul tiene una pendiente inicial pequea que luego disminuye y, en el tiempo de observacin, slo llega a desprenderse un poco ms de 2 cm3 de oxgeno. Con dixido de manganeso (MnO2) la velocidad aumenta muchsimo y llega a desprenderse en el mismo tiempo 4,3 cm3 de oxgeno.El MnO2 es un catalizador de esta reaccin. Es mucho mayor la velocidad de reaccin con MnO2

Contesta razonadamente a las cuestiones que vayan apareciendo en la pantalla.

En todos los casos es la influencia de la temperatura la que determina los hechos

8Los gases de la combustin salen muy calientes, la velocidad de oxidacin aumenta mucho con la temperaturaEn la nevera, la baja temperatura retrasa la velocidad de las reacciones bioqumicas que estropean la manzana.Al ser la reaccin exotrmica, eleva mucho la temperatura y la velocidad de reaccin aumenta muchsimo.

Contesta razonadamente a las cuestiones que vayan apareciendo en la pantalla.9 Sobre todo se debe a que, al irse consumiendo el magnesio, presenta menos superficie de reaccin y la velocidad de sta disminuye. Al igual que en las explosiones, la combustin es exotrmica y eleva continuamente la temperatura, aumentando muchsimo la velocidad . Piensa si los dos hechos suceden porque est influyendo el mismo factoro son factores distintos.

Contesta razonadamente a las cuestiones que vayan apareciendo en la pantalla.10Las zonas ms protuberantes (nariz, manos) de las estatuas son las que se desgastan ms Por qu?

Las patatas se fren antes cuanto mas pequeas las cortamos Por qu?

En ambos casos es el mismo factor el que est influyendo: la mayor superficie de reaccindel slido.Cuanto ms pequeos sonlos trozos mayor superficie presentan al aceite caliente.Cuanto ms agudos sonlos rasgos mayor superficie presentan a la erosin, la lluvia cida, etc

Explica, con la teora cintico-molecular, el efecto que tendr el aumento de la concentracin de nitrgeno sobre la velocidad de reaccin en el proceso de obtencin del amoniaco: N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g).11Dibuja un diagrama multimolecular de los reactivos.Cmbialo aumentando el nmero de molculas de nitrgeno. En cul de los dos casos habr ms choques por unidad de tiempo y por tanto mayor velocidad de reaccin?Generalmente, a mayor concentracin de reactivo, mayor velocidad de reaccin.

Explica, con la teora cintico-molecular, el efecto que tendr el aumento de temperatura sobre la velocidad de reaccin en la combustin del metano:CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(l).12Dibuja un diagrama multimolecular de los reactivos a temperatura baja.Dibuja un diagrama multimolecular de los reactivos a temperatura alta.Qu parmetros del movimiento de las molculas aumentan con la temperatura?La velocidad y la energa cinticaCmo influyen en los choques?Aumentando la frecuencia de los choques

Aumentando el nmero de molculas que posean la energa de activacinLa reaccin no se da a temperatura bajaLa reaccin es muy rpida a temperatura alta

Explica, con la teora cintico-molecular, el efecto que tendr el utilizar un catalizador (hierro finamente dividido) en el proceso de obtencin del amoniaco:N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g).13El catalizador de hierro aumentar la velocidad de reaccinPor qu ?Por que los choques sern ms eficacesCmo influye en los choques la presencia del catalizador?Haciendo que sea necesaria menos energa de activacin, y se rompan con ms facilidad los enlaces de los reactivosEl catalizador slido retiene en su superficie a las molculas de los reactivos gaseosos. El fenmeno se llama adsorcin.El catalizador slido facilita la ruptura de los enlaces del N2 y del H2, formndose antes los enlaces del NH3

Explica, con la teora cintico-molecular, el efecto que tendr el utilizar cinc en polvo o trozos de cinc sobre la velocidad de la reaccin:Zn(s) + 2 HCl(ac) ZnCl2(ac) + H2(g).14Dibuja un diagrama multimolecular de los reactivos con los tomos de cinc formando una estructura gigante (en trozos).Recuerda que el cido clorhdrico est disociado.Dibuja un diagrama multimolecular de los reactivos con los tomos de cinc formando asociaciones de menos tomos (en polvo).En cul de los dos casos habr ms choques efectivos y mayor velocidad de reaccin?Hay ms tomos disponibles para chocar, ya que hay ms superficie de reaccin

Define los siguientes conceptos: catlisis homognea, catlisis heterognea, enzima e inhibidor.Escribe un ejemplo concreto de cada uno de ellos.15InhibidorCatlisis homogneaSe dice del hecho de emplear catalizadores en el mismo estado de agregacin que los reactivos.Por ejemplo: los adhesivos tipo resina epoxi, se presentan en dos tubos. Uno contiene el monmero y otro el catalizador (ambos lquidos). Al mezclarlos se activa la reaccin de formacin del polmero adhesivo.

EnzimaEs un catalizador biolgico, es decir producido por un ser vivo. Cataliza reacciones bioqumicas o industriales.La nitrogenasa, en una enzima producida por las bacterias presentes en algunas plantas. Catalizan las reacciones de captacin del nitrgeno atmosfrico para dar compuestos nitrogenados.Es un catalizador negativo, es decir una sustancia que disminuye la velocidad de reaccin sin consumirse.Por ejemplo: el aminocido natural L-lisina, bloquea o disminuye los procesos de destruccin del colgeno en enfermedades infecciosas o cancergenas.

Por ejemplo: adems de los catalizadores citados en los ejercicios 7 y 13, el catalizador de los automviles es de platino (s) y cataliza reacciones en fase gas como:2 CO(g) + 2 NO(g) 2 CO2(g) + N2(g)

Se dice del hecho de emplear catalizadores en distinto estado de agregacin que los reactivos.Catlisis heterognea