CLASE 19 CINÉTICA QUÍMICA

CINÉTICA QUÍMICA La cinética es el estudio de la velocidad de las reacciones químicas y de los factores que influyen en esa velocidad.

VELOCIDAD DE REACCIÓN Representa la rapidez con que tiene lugar la transformación química desde los reactantes hacia los productos.

VELOCIDAD DE REACCIÓN Reacción lenta Reacción instantánea

ENERGÍA DE ACTIVACIÓN Es la energía adicional que deben absorber las moléculas de los reactantes para que, al colisionar, lleguen a formar el complejo activado (alteración del estado físico cuando las moléculas de los reactivos se aproximan).

ENERGÍA DE ACTIVACIÓN

ECUACIÓN DE VELOCIDAD La velocidad depende de las concentraciones de los reactivos. En una reacción estándar: a A + b B → c C + d D “m” y “n” son valores que se determinan experimentalmente, por lo tanto, no siempre coinciden con los coeficientes estequiométricos “a” y “b”. “k” corresponde a la constante de velocidad.

ORDEN DE REACCIÓN PARCIAL ECUACIÓN DE VELOCIDAD ORDEN DE REACCIÓN PARCIAL En la expresión: v = k [A]nx[B]m se llama orden de reacción parcial, a cada uno de los exponentes. Es decir, la reacción es de orden “n” con respecto a A y de orden “m” con respecto a B.

ECUACIÓN DE VELOCIDAD v = k x [N2] x [H2]3 H2 (g) + I2 (g) → 2 HI (g) v = k x [H2] x [I2]  De primer orden respecto al H2 y  de primer orden respecto al I2. N2 (g) + 3H2 (g) → 2NH3 (g) v = k x [N2] x [H2]3 De primer orden respecto al N2 y  de tercer orden respecto al H2.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN Temperatura. Concentración de los reactivos. Presencia de catalizadores. Estado físico y grado de división de las sustancias.

TEMPERATURA La constante de velocidad y, por tanto, la velocidad de una reacción química aumenta cuando aumenta la temperatura del sistema. Esto se debe a que la fracción de moléculas que sobrepasan la energía de activación es mayor.

TEMPERATURA T1 Ea T2 Energía Fracción de moléculas En T2 hay un mayor porcentaje de moléculas con energía suficiente para producir la reacción (área sombreada) que a T1.

CONCENTRACIÓN DE LOS REACTIVOS En general, al aumentar la concentración de los reactantes, se produce con mayor facilidad el choque entre moléculas. En consecuencia, aumenta la velocidad de la reacción química.

CATALIZADORES Son sustancias que estando presentes en una reacción química, alteran la energía de activación, provocando una variación en la velocidad. Su principal característica es disminuir la energía de activación en la reacción, logrando disminuir el tiempo en que transcurre dicha reacción. En general, no son consumidas durante el transcurso de la reacción y no alteran el tipo de productos esperados.

ESTADO FÍSICO DE LAS SUSTANCIAS Cuando los reactivos se encuentran en estado gaseoso, las reacciones son más rápidas. En las reacciones heterogéneas, la velocidad dependerá de la superficie de contacto entre ambas fases, siendo mayor cuanto mayor es el grado de pulverización.

EQUILIBRIO QUÍMICO Corresponde al equilibrio que ocurre cuando la formación de productos es igual a la formación de reactantes, en una reacción reversible. Es decir, cuando la velocidad de la reacción directa se iguala a la velocidad de la reacción inversa.

Para la reacción: H2 + I2 ↔ 2 HI

CONSTANTE DE EQUILIBRIO (KC) Corresponde al cuociente entre productos y reactantes, cada uno elevado a su respectivo coeficiente estequiométrico. La constante sólo considera concentraciones molares de fases gaseosa y líquida, se excluyen, por tanto, sólidos.

[ SO3] = Kc = [SO2] [O2] 2 SO2 (g) + O2 (g) ↔ 2 SO3 (g) x Reactantes Productos 2 [ SO3] [ Productos] = Kc = 2 [SO2] [Reactantes] [O2] x