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QUÍMICA 2º Bachillerato QUÍMICA 2º Bachillerato REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN Metodología Experimental y Aprendizaje de la Física y Química.

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1 QUÍMICA 2º Bachillerato QUÍMICA 2º Bachillerato REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN Metodología Experimental y Aprendizaje de la Física y Química Ana Rey Barroso 11 de Diciembre de 2013 r=k·C A ·C B

2 OBJETIVOS__________________________________________ Conocer el significado de la velocidad de una reacción química. Idear y valorar experiencias que permitan obtener la ecuación de velocidad de una reacción. Comprender el significado del mecanismo de una reacción. Conocer las teorías que explican cómo transcurren las reacciones químicas y la evolución de la energía del sistema a medida que se produce la reacción. Entender los factores que influyen en la velocidad de una reacción y aprender a modificarlos en el sentido que permitan acelerar o retardar los procesos químicos según nos convengan. Valorar la importancia de los catalizadores como modificadores de la velocidad de una reacción. r=k·C A ·C B

3 CONTENIDOS________________________________________ 1)Conceptos previos 2)Velocidad de reacción 3)Mecanismo de reacción química 4)Teoría de colisiones y del complejo activado 5)Energía de reacción y activación 6)Factores que influyen en la velocidad de reacción r=k·C A ·C B

4 REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________ 1) CONCEPTOS PREVIOS Cambios químicos, se producen nuevas sustancias que no existían antes del cambio y pueden desaparecer algunas de las que había. Es decir, estos cambios alteran la naturaleza de las sustancias implicadas. COMBUSTIÓN Petróleo Plástico SÍNTESIS r=k·C A ·C B Una reacción química es un proceso en el que una o varias sustancias iniciales se transforman en otra u otras sustancias finales distintas de las de partida. Ecuación química: H 2 O (l) H 2 (g) + O 2 (g) REACTIVOSPRODUCTOS

5 2) VELOCIDAD DE REACCIÓN Definición de velocidad: variación de la concentración de reactivo o producto por unidad de tiempo Transcurso de la reacción (con el tiempo) aA + bB cC + dD REACTIVOS DESAPARECEN PRODUCTOS APARECEN Variación de las cantidades con el tiempo VELOCIDAD DE REACCIÓN REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________ r=k·C A ·C B REACTIVOS PRODUCTOS REACTIVOSPRODUCTOS tiempo

6 2) VELOCIDAD DE REACCIÓN Ley de velocidad o ecuación de velocidad: Expresión matemática que relaciona la velocidad de reacción con las concentraciones de los reactivos- productos involucrados aA + bB cC + dD REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________ r=k·C A ·C B k: constante de velocidad n, m: órdenes parciales de reacción n+m: orden total de reacción

7 2) VELOCIDAD DE REACCIÓN aA + bB cC + dD Determinación experimental Método de velocidades iniciales (conversión 5-10%) REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________ r=k·C A ·C B C A0 (M) C B0 (M) t (s) C A0 (M) C B0 (M) r 0 (M/s) 0,050,2 0,10,2 0,1 0,20,05 pte=n, m o.o.=ln(k), ln(k)

8 3) MECANISMO DE REACCIÓN A + B AB REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________ r=k·C A ·C B Proceso a través del cual transcurre una reacción Simple Complejo Una etapa Varias etapas A + 2B AB 2 A + B AB AB + B AB 2 La velocidad de la reacción global dependerá de las velocidades de las etapas elementales, ETAPA LIMITANTE ORDEN DE REACCIÓN

9 4) TEORÍA DE COLISIONES Y DEL COMPLEJO ACTIVADO REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________ r=k·C A ·C B Teoría de colisiones (Lewis, 1918) Explica el mecanismo de reacción a escala molecular o Para que dos sustancias reaccionen es necesario que se produzca el choque o colisión entre sus moléculas, en la orientación adecuada. o Es necesario, además, que las moléculas posean la energía suficiente para que se rompan unos enlaces en las moléculas de reactivo y se formen otros nuevos en las moléculas de productos. Teoría del complejo activado o estado de transición (Eyring, 1935) Completa la anterior o Si dos moléculas chocan entre sí y poseen la energía suficiente, se produce entre ellas un compuesto intermedio, denominado complejo activado, formado por las dos moléculas juntas y cuyos enlaces no son definitivos.

10 5) ENERGÍA DE REACCIÓN Y ACTIVACIÓN REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________ r=k·C A ·C B ENERGÍA C de R REACTIVOS PRODUCTOS Complejo activado ENERGÍA C de R REACTIVOS PRODUCTOS Complejo activado REACCIÓN ENDOTÉRMICA REACCIÓN EXOTÉRMICA CALOR DE REACCIÓN CALOR DE REACCIÓN H> 0 (se absorbe calor) Flujo de calor desde el medio al sistema H< 0 (se desprende calor) Flujo de calor desde el sistema al medio ENERGÍA DE ACTIVACIÓN Ecuación de Arrhenius

11 6) FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________ r=k·C A ·C B TEMPERATURA T ECEC N Choques Moléculas con E>E a

12 6) FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________ r=k·C A ·C B TEMPERATURA CONCENTRACIÓN (o P en fase gas) Probabilidad de choques

13 6) FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________ r=k·C A ·C B TEMPERATURA CONCENTRACIÓN SUPERFICIE DE CONTACTO NATURALEZA DE LAS SUSTANCIAS Reacciones redox Formación de enlaces Fase gas o en disolución r> que fase sólida Fe 2+ + Cu 2+ Fe 3+ + Cu + 2 NO(g) + O 2 (g) 2 NO 2 (g) 2 KI +Pb(NO 3 ) 2 2 KNO 3 +PbI 2

14 6) FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________ r=k·C A ·C B TEMPERATURA CONCENTRACIÓN SUPERFICIE DE CONTACTO(reacciones heterogéneas) En la interfase S-L, S-G, G-L Superficie de contacto Grado de división

15 6) FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________ r=k·C A ·C B CATALIZADORES Aumenta la velocidad de reacción Se recupera en las mismas condiciones tras la etapa catalítica Modifica el mecanismo de reacción, no el equilibrio termodinámico Catálisis homogénea Catálisis heterogénea Catálisis enzimática

16 BIBLIOGRAFÍA______________________________________ -H. Scott-Fogler. Elementos de ingeniería de las reacciones químicas, Pearson Educación (2001). -http://recursostic.educacion.es -http://fisicayquimicaenflash.es -http://www.fisica-quimica-secundaria-bachillerato.es REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN r=k·C A ·C B

17 Gracias por vuestra atención REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN r=k·C A ·C B


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