VI. Cinetica Quimica

20
CINÉTICA QUÍMICA

description

yk

Transcript of VI. Cinetica Quimica

  • CINTICA QUMICA

  • DEFINICINLa Cintica Qumica estudia las velocidades de las reacciones qumicas y los mecanismos por los cuales se producen.La velocidad de una reaccin es proporcional al 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 (o serie de pasos) por la cual se efecta.

  • VELOCIDAD Y MECANISMO DE LAS REACCIONES QUMICAS

  • 1.LA VELOCIDAD DE UNA REACCIN QUMICALos procesos que ocurren por reacciones inicas, se realizan tan rpidamente en intervalos de mili y microsegundos, la cual sus velocidades no pueden ser medidos.Las molculas enlazadas por covalencias por lo general reaccionan lentamente.

  • 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.

  • De acuerdo a la Ley de accin de masas, la Velocidad de una reaccin qumica es proporcional a las concentraciones de las sustancias reaccionantes.

    K es la constante de velocidad y est relacionada con la temperatura, esto quiere decir que si aumenta la temperatura entonces aumenta la velocidad de la reaccin.

    V = K [Reaccionantes]

  • El signo negativo es por que disminuye la concentracin de A.

  • 2. MOLECULARIDAD DE UNA REACCINReaccin Monomolecular: Es cuando una molcula reacciona a un tiempo.

    Reaccin Bimolecular: Es cuando dos molculas reaccionan en un instante.

  • 3. ORDEN DE UNA REACCIN Una orden de una reaccin est dada por la suma de los exponentes de las concentraciones.

    Donde C es la concentracin del reaccionante y K es la constante de velocidad.

  • *3.1 Reacciones de orden ceroLa velocidad de reaccin no depende de la concentracin de los reactivos, si no de otros factores. La ley de velocidad viene dada por:

    v = - d[A]/dt = k

    Operando matemticamente e integrando la expresin tenemos: [A] = concentracin que no reacciono al tiempo t [A]o = concentracin inicial

    [A] = [A]o - kt y = b + mxm = -kUnidades de k = t-1 t1/2 = [A]O 2k

  • *3.2 Reacciones de primer ordenLa cintica de reaccin depende de la concentracin. La ley de la velocidad es:

    v = - d[A]/dt = k [A] La expresin integrada: ln[A] = ln[A]o - kt y = b + mxUnidades de k = t-1t1/2 = 0,693 K

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

    Se obtuvieron los siguientes datos en concentracin:

    Demostrar que esta descomposicin sigue una reaccin de primer orden y calcular la constante de velocidad especfica.

  • Solucin: Co = 11.65

    Grfico1

    2.45530618

    2.4015250408

    2.3730435566

    2.344686269

    2.3005830903

    2.2148461787

    Tiempo (min.)

    LnC

    GRFICA DE PRIMER ORDEN

    Hoja1

    tLnC

    02.45530618

    52.4015250408

    72.3730435566

    92.344686269

    122.3005830903

    182.2148461787

    Hoja1

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    Tiempo (min.)

    LnC

    GRFICA DE PRIMER ORDEN

    Hoja2

    Hoja3

  • 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 de hoja de clculo de computadora, pero tambin se puede determinar con un mtodo analtico, dando un resultado aproximado:

    K = 0.0134 min 1

  • **Estequiometra Estudia los clculos cuantitativos entre los reactivos y los productos resultantes; los mismos que se pueden llevar a cabo tanto in vitro, como in vivo. Estn basadas en las leyes de la combinacin qumica.

  • **Reactivo limitante (RL)El reactivo limitante, es aquel reactante que interviene en menor proporcin estequiometria, la misma que se agota o se consume totalmente, limitando la cantidad de productos formados, es decir, que la reaccin finaliza. Reactivo excedente

    Los otros reactivos, presentes en cantidades mayores que aquellas requeridas para reaccionar con la cantidad de reactivo limitante presente, se llaman reactivos excedentes.

  • **Rendimiento porcentual o porcentaje de rendimientoEl rendimiento porcentual o porcentaje de rendimiento, describe la proporcin del rendimiento real con respecto al rendimiento terico, y se define:

    El rendimiento de una reaccin es una propiedad intensiva, que nos determina de cada 100 g de reactivo limitante, cuantos gramos son lo que realmente se convierten en productos.

  • **Se somete a fermentacin 360 g de glucosa, obteniendo 150 g de alcohol etlico. Determinar:Los gramos de etanolPorcentaje de rendimiento de la reaccin para obtener alcohol.Desarrollo :Ejercicios de aplicacin

  • **Como producto del metabolismo final de las protenas se genera amonaco, para ello se han consumido 10 litros de N2; siendo la reaccin siguiente: 3 H2(g) + N2(g) 2 NH3(g)

    (a) Determinar que volumen de NH3 se ha generado.(b) Determinar que volumen de H2 se consumi durante el metabolismoDesarrollo :