CINÉTICA QUÍMICA. CATÁLISIS QUÍMICA 2º Bachillerato CINÉTICA QUÍMICA. CATÁLISIS MUFPES. Especialidad en Física y Química Metodología Experimental y Aprendizaje de la Física y Química Ana María Chávez Águedo 18 de Noviembre de 2015

OBJETIVOS CONTENIDO ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA

1. 2. 3. 4. 5. 6. OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA Conocer el significado de la velocidad de una reacción química. 1. Idear y valorar experiencias que permitan obtener la ecuación de velocidad de una reacción. 2. 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. 3. Valorar la importancia de los catalizadores como modificadores de la velocidad de una reacción. 4. Distinguir los distintos tipos de reacciones catalíticas 5. Entender los mecanismos de disminución de la eficacia de un catalizador 6.

OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA CONCEPTOS PREVIOS 1. VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA 2. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN 3. CATÁLISIS 4. PROPIEDADES DE LOS CATALIZADORES 4.1. TIPOS DE CATÁLISIS 4.2. DESACTIVACIÓN 4.3.

2 H2O (l) H2 (g) + O2 (g) 2 + + OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA 1.- CONCEPTOS PREVIOS Cambios químicos, son cambios que se producen en la materia en los cuales las sustancias pierden sus propiedades y se forman otras con propiedades diferentes. Para ver las propiedades distintas nos basamos en las propiedades características de la materia: PF, PE, densidad, solubilidad o color. OXIDACIÓN COMBUSTIÓN Petróleo Plástico SÍNTESIS Ecuación química: 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. 2 H2O (l) H2 (g) + O2 (g) 2 REACTIVOS PRODUCTOS + +

aA + bB cC + dD OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA 2.- VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA Velocidad de una reacción química: variación de la concentración de reactivo o producto por unidad de tiempo aA + bB cC + dD vA vB vC vD [REACTIVOS] [PRODUCTOS] REACTIVOS PRODUCTOS tiempo Similitud con MRU REACTIVOS DESAPARECEN PRODUCTOS APARECEN

aA + bB cC + dD OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA 2.- VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA Velocidad de una reacción química Ecuación cinética de una reacción química: Expresión matemática que relaciona la velocidad de reacción con las concentraciones de los reactivos-productos involucrados aA + bB cC + dD k: constante de velocidad a,b: órdenes parciales de reacción a+b : orden total de reacción Determinación experimental No tienen por qué coincidir con los coeficientes estequiométricos

Naturaleza de las sustancias OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA 3.- FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA Naturaleza de las sustancias Reacciones en las que no requieren reestructuración de enlaces suelen ser más rápidas

Grado de pulverización OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA 3.- FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA Superficie de contacto S= v Los estados de agregación que favorecen la mezcla e interacción directa de los reactivos conducen a cinéticas más veloces Reacciones homogéneas: Todos los reactivos están en la misma fase CuSO4 (aq) + 2 NaOH (aq) Cu(OH)2 (s) + Na2SO4 (aq) L-L ; G-G; S-S Reacciones heterogéneas: Los reactivos están en distinta fase. Grado de pulverización Zn (s) + 2 HCl (aq) H2 (g) + ZnCl2 (aq)

Concentración o Presión OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA 3.- FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA Concentración o Presión C= Probabilidad de choques

T = Agitación= Probabilidad de choque OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA 3.- FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA Temperatura T= v= T = Agitación= Probabilidad de choque Ecuación de Arrhenius k: factor preexponencial o de frecuencia A= constante Ea= energía de activación R= constante de los gases T= Temperatura

Catalizadores o inhibidores OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA 3.- FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA Catalizadores o inhibidores Catalizador: sustancia caracterizada aumentar la velocidad de reacción sin consumirse, incluso estando presente en muy pequeña cantidad, y recuperarse al final del proceso sin cambio químico. Inhibidor: sustancia capaces de disminuir la velocidad de reacción. Suelen actuar al principio del mecanismo de reacción bloqueando algunos intermedios de la reacción lo que hace que el proceso no pueda avanzar con la velocidad habitual.

OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA 3.- FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA Temperatura Naturaleza de las sustancias Concentración o Presión Superficie de contacto Catalizadores o inhibidores CASO PRÁCTICO: Cómo poder aumentar la velocidad con los reactivos que tenemos? No podemos modificar la naturaleza de una sustancia, ni su concentración o presión. La temperatura es el método más fácil pero a veces antiproducente (proceso con bacterias) Convertidor catalítico de un automóvil

OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA 4.- CATÁLISIS CATALIZADOR Reacción muy lenta J. Berzelius, 1835 Reacción espontánea

OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA 4.1.- PROPIEDADES DE LOS CATALIZADORES NO es un reactivo ni un producto de la reacción. Eficaz en pequeñas cantidades. Se recupera al final del proceso en un estado igual al inicial. PUEDE VOLVER A REUTILIZARSE NO altera las variables termodinámicas del proceso, puesto que no consume ni aporta energía. Acelera por igual la reacción directa e inversa. El catalizador conduce la reacción más rápidamente al estado de equilibrio por ambos sentidos. Son muy ESPECÍFICOS, aceleran una reacción en concreta.

CATÁLISIS HETEROGÉNEA OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA 4.2.- TIPOS DE CATÁLISIS CATÁLISIS HETEROGÉNEA Sólido Superficial = ADSORCIÓN + CATÁLISIS Catalizador ≠ fase Síntesis NH3 L-L CATÁLISIS HOMOGÉNEA Seno de la mezcla Catálisis ácida o básica G-G Catalizador = fase Descomp. H2O2 Destrucción capa O3 CATÁLISIS ENZIMÁTICA Gran eficacia Muy específica Catalizador biológico Catálisis Lactosa

Desposición en la superficie Desposición en centros activos OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA 4.3.- DESACTIVACIÓN ENSUCIAMIENTO ENVENENAMIENTO Desposición en la superficie Desposición en centros activos ENVEJECIMIENTO Cambio gradual de la estructura

DESCOMPOSICÓN DE PERÓXIDO DE HIDRÓGENO OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA DESCOMPOSICÓN DE PERÓXIDO DE HIDRÓGENO ¿Cuál es el mejor sistema catalítico? Carbón activo ¿Patata cruda o cocida? KI

OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA H. Scott Fogler; Elementos de ingeniería de las reacciones químicas;Prentice Hall Dulce María Andrés Cabrerizo, Juan Luis Antón Bozal,Javier Barrio Pérez, Física y Química 1º Bachillerato, EDITEX Sabino Zubizaurre Cortés, Jesús María Arsuaga Ferrera, Benito Garzón Sánchez, Química 2º Bachillerato, ANAYA (2007) http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0555-02/cambio.htm http://www.100ciaquimica.net/temas/tema6/ipunto6.htm

OBJETIVOS CONTENIDOS ACTIVIDAD BIBLIOGRAFÍA