Velocidad de reacción Reacción química Factores que influyen en la velocidad de una reacción Reacciones en cadena.

Presentación del tema: "Velocidad de reacción Reacción química Factores que influyen en la velocidad de una reacción Reacciones en cadena."— Transcripción de la presentación:

1 Velocidad de reacción Reacción química Factores que influyen en la velocidad de una reacción Reacciones en cadena

2 U4 |Velocidad de reacción Magnitud positiva que expresa la variación de la concentración de un reactivo o de un producto con el tiempo. También se puede definir como la variación de la concentración de un reactivo o de un producto en cada unidad de tiempo. Se puede expresar en función de los reactivos que desaparecen con el tiempo o de los productos que se forman y que aumentan con el tiempo. Cinética química: parte de la química que estudia la velocidad de las reacciones químicas y los factores que la modifican.

3 U4 |Reacción química Reacciones químicas y energía de activación Mecanismo de una reacción

4 U4 |Reacciones químicas y energía de activación Para que tenga lugar una transformación química es condición necesaria que las partículas que reaccionan choquen unas con otras. Si la velocidad a la que se mueven las moléculas en el momento del choque es pequeña, rebotan sin producir reacción química y el choque es ineficaz. Para que un choque sea eficaz, es necesario que las partículas que chocan estén activadas, que tengan una energía superior a la de las partículas que solo chocan y rebotan. Este suplemento de energía se denomina energía de activación. La energía de activación corresponde a la energía necesaria para formar el complejo activado, que es inestable y se descompone dando los productos de la reacción. La reacción entre A y B para dar C más D no pasa del modo que se muestra en la figura a), sino que el sistema pasa por una fase previa de activación indicada en la figura b). La reacción es exotérmica. En la figura c) se muestra el caso de una reacción endotérmica con energía de activación.

5 U4 |Mecanismo de una reacción La secuencia de reacciones sencillas, denominadas elementales, cuya suma nos da la reacción global, recibe el nombre de mecanismo de reacción. Al añadir unas gotas de solución de permanganato de potasio (color violeta) a una solución que contiene peróxido de hidrógeno y ácido sulfúrico, desaparece inmediatamente el color violeta porqué se obtienen iones Mn 2+, O 2 y H 2 O, prácticamente incoloros. La reacción transcurre a gran velocidad. El número de moléculas que participan efectivamente en el choque que tiene lugar en la reacción elemental, se conoce como molecularidad. Cada reacción elemental indica lo que realmente ha pasado dentro del recipiente en el que se ha realizado la reacción.

6 U4 |Factores que influyen en la velocidad de una reacción Efecto del estado de división de un sólido Efecto de la temperatura Influencia de la concentración de reactivos Catalizadores

7 U4 |Efecto del estado de división de un sólido Si en una reacción química, uno de los reactivos es un sólido y otro un líquido (o un gas), la velocidad de la reacción aumenta al aumentar la superficie de contacto entre el sólido y el líquido (o gas). Cuanto más finamente esté dividido el sólido, más rápidamente reaccionará. La reacción es mucho más rápida en b) que en a). En unos instantes, el mármol pulverizado «desaparece». En cambio, el mármol a trozos reacciona lentamente.

8 U4 |Efecto de la temperatura Reacción entre el zinc y el ácido sulfúrico. H 2 SO 4(ac) + Zn (s) → ZnSO 4(ac) + H 2(g) La reacción es mucho más rápida en el tubo calentado a 80 °C. La reacción más lenta tiene lugar en el primer tubo. La velocidad de reacción aumenta considerablemente al aumentar la temperatura del sistema que reacciona. Esto ocurre porqué: - las partículas aumentan su velocidad y, consecuentemente, el número de choques por unidad de tiempo. - las partículas aumentan su energía cinética y se incrementa el número de choques eficaces por unidad de tiempo.

9 U4 |Influencia de la concentración de reactivos La velocidad de la reacción entre el zinc y el ácido clorhídrico aumenta al aumentar la concentración del ácido. Ley de ecuación de masas:v = k [A] m [B] n a A + b B → c C + d D [A] y [B] son las concentraciones en el instante considerado. k es una constante que, fijada la reacción, solo varía con la temperatura. La suma de los exponentes m y n se denomina orden de reacción.

10 U4 |Catalizadores Las sustancias que, sin experimentar ningún cambio, consiguen disminuir la energía de activación de una reacción sin alterar su estado inicial y final, aunque estén presentes en cantidades mínimas, se conocen como catalizadores. La descomposición del peróxido de hidrógeno es acelerada por la presencia de una pequeña cantidad de MnO 2. El óxido de manganeso (IV) actúa como catalizador de este proceso.

11 U4 |Catalizadores Catálisis homogénea: el catalizador actúa disperso homogéneamente en el medio de reacción. Proceso de la reacción con el tiempo. Catálisis heterogénea: generalmente el catalizador es un sólido y el sistema reaccionante un gas. El amoniaco se obtiene industrialmente por reacción del dinitrógeno con el dihidrógeno. En la figura se ha dibujado un esquema simplificado de la obtención del amoniaco en la superficie del catalizador.

12 U4 |Reacciones en cadena Propagación en cadena (1)Iniciador de la cadena (2) y (3) Propagadores