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Licda : Isabel Fratti de Del Cid

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Presentación del tema: "Licda : Isabel Fratti de Del Cid"— Transcripción de la presentación:

1 Licda : Isabel Fratti de Del Cid
Semana Licda : Isabel Fratti de Del Cid Velocidad de reacción y Equilibrio químico Diapositivas con imágenes, ilustraciones, cuadros, proporcionados por Licda. Lilian Guzmán Melgar

2 Cinética Química Es el estudio de las velocidades de reacción y los factores que influyen en ellas. TEORIA DE COLISIONES Indica que una reacción tiene lugar solo cuando las moléculas ó átomos de reactivos, chocan con la orientación adecuada y suficiente energía. Pueden ocurrir muchas colisiones, pero muy pocas conducen a la formación de productos.

3 Condiciones indispensables para que ocurra una reacción
A- Colisión : los reactivos deben chocar es decir colisionar entre ellos. B-Orientación: Los reactivos deben alinearse correctamente para romper y formar enlaces. C- Energía :La colisión debe suministrar suficiente energía para alcanzar la energía de activación necesaria para esa reacción.

4 Orientación correcta Productos de la reacción NO HAY REACCIÓN Orientación incorrecta NO HAY REACCIÓN Orientación incorrecta NO HAY REACCIÓN Orientación incorrecta

5 Energía de Activación Es la cantidad mínima de energía necesaria para romper los enlaces entre las partículas de los reactivos. Si la energía que resulta de la colisión es menor que la energía de activación, los reactivos, chocan y rebotan, pero no se transforman en productos, es decir no hay reacción.

6 Energía de Activación ENERGIA ENERGIA DE ACTIVACION PRODUCTOS
REACTIVOS AVANCE DE LA REACCION

7 Factores que afectan la velocidad de reacción
Se define como la cantidad de reactivo consumido o de producto obtenido en un periodo dado de tiempo. Factores que afectan la velocidad de reacción Temperatura Concentración de reactivos Catalízadores ( catalíticos)

8 Concentración de reactivos
Al aumentar la concentración de las partículas reaccionantes, aumenta el número de colisiones y la reacción avanza más rápido :  [Reactivos]   Velocidad de reacción Temperatura A temperaturas más altas, aumenta la energía cinética de las partículas, se mueven más rápido, chocan más veces y con suficiente energía para formar productos, por lo tanto la velocidad de reacción aumenta.  Temperatura   velocidad de reacción

9 3.Catalíticos o Catalizadores
Es una sustancia que aumenta la velocidad de reacción química sin ser consumida en la reacción. La masa del catalizador permanece constante. En presencia de un catalizador, la energía de activación se reduce porque el catalizador cambia la ruta de la reacción. En los sistemas vivos, los catalizadores son las ENZIMAS Uso de catalíticos   velocidad de reacción

10 Reacciones Reversibles
En algunas reacciones, se forman los productos y éstos interactúan y chocan para formar los reactivos nuevamente. Son aquellas que pueden llevarse a cabo en uno u otrosentido, hasta llegar al equilibrio. Reacción directa : A  B Reacción Inversa: A  B Reacción reversible: A ⇄ B

11 Equilibrio Químico Punto en el cual la velocidad de la reacción
directa es igual a la velocidad de la reacción inversa. Los reactivos forman productos con la misma frecuencia que los productos forman reactivos. En el equilibrio : Las velocidades de las reacciones directa e inversa son iguales.Las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes ( no iguales ), es decir ya no hay cambios en las concentraciones de reactivos y productos.

12 Ley de Acción de Masas Establece que cuando una reacción reversible
alcanza el equilibrio, se le puede calcular a una temperatura dada su Constante de equilibrio ( Keq), la cual se expresa de la manera siguiente: Para la reacción aA + bB ⇋ cC + dD Keq = [C] c [D] d  Concentraciones molares de los productos l [ A] a [ B ]b  Concentraciones molares de reactivos

13 Note que en la expresión de la K eq
Note que en la expresión de la K eq. El producto de las concentraciones molares en el equilibrio de los productos de la reacción, se c producto de las concentraciones de los reactivos, cada una elevada a la potencia que corresponde a su coeficiente en la ecuación balanceada. aA + bB ⇄ cC + dD Keq  1 el equilibrio se desplaza a la formación de productos Keq 1 el equilibrio se desplaza a la formación de reactivos Keq = [C]c[D]d [A]a[B]b

14 Equilibrio Heterogéneo
Equilibrio Homogéneo Es aquel en el cual todos los reactivos y productos se encuentran en el mismo estado físico ( gas, liquido ,sólido). Equilibrio Heterogéneo Es aquel en el que uno o mas de los reaccionantes ó productos no están en el mismo estado ( ejemplo unos son gases y otros sólidos)

15 Uso de el valor de la Keq Nos ayuda a predecir , hacia donde se desplaza mayoritariamente la reacción. Keq = 1 reacción moderada Keq > 1 reacción desplazada hacia productos, esencialmente completa. Keq < 1 reacción desplazada hacia reactivos, tiene lugar poca reacción.

16 2KNO3(s) ⇄ 2KNO2(s) + O2(g) Keq= [O2] C(s) + 2H2(g) ⇄ CH4(g)
En un equilibrio heterogéneo los reactivos o productos SÓLIDOS sin disolver se omiten puesto que sus concentraciones no varían significativamente. Ejemplos : 2KNO3(s) ⇄ 2KNO2(s) + O2(g) Keq= [O2] C(s) + 2H2(g) ⇄ CH4(g) CaO (s) + CO2 (g) ⇄ CaCO3 (s) Keq = 1_ [ CO2] Note la concentración de los sólidos no se escriba en la Keq Keq= [CH4 ] [H2]2

17 Ejemplo de cálculo de Keq:
Calcule la Keq y diga hacia donde se halla más desplazado el equilibrio para la reacción: N2 (g) + 3 H2 (g) ⇄ 2 NH3 (g) Sabiendo que en el equilibrio : [N2]= [H2] = [ NH3]= 0.3 Keq = [ NH3] 2  Keq = (0.3)2 _ [ N2] [H2] (0.2)(0.4) 3 Keq= 7.03, como es mayor de 1, la reacción se halla más desplazada al lado de los productos es decir hacia la derecha.

18 CO (g) + H2O (g) ⇄ CO2 (g) + H2 (g)
Ej de cálculo de la concentración de uno de los reactivos ó productos conociendo Keq Calcule la [H2], para la siguiente reacción , sabiendo que la Keq = 0.8 y [CO] = 0.2 [H2O] = [CO2] = 0.4 CO (g) + H2O (g) ⇄ CO2 (g) + H2 (g) Keq = [CO2][ H2] = (0.4) ( x ) [ CO ][H2O] (0.2) (0.1) ( x) = 0.8 (0.2) (0.1) / (0.4) = 0.04 [ H2 ] = Resp [H2 ]

19 Ejemplos: Escribir las expresiones para las constantes de equilibrio de las siguientes reacciones: y diga si se trata de equilibrios homogéneos ó heterogéneos. PCl5 (g) ⇄ PCl3 (g) + Cl2(g) 4NH3(g) + 5O2(g) ⇄ 4NO(g) + 6 H2O(g) 2 NaHCO3 (s) ⇄ Na2CO3 (s) + CO2(g) + H2O(g) Dadas las [ ] en equilibrio calcule el valor de la constante de equilibrio 2 A + B ⇄ 3 C + D [A] = 0.35M; [B] = 0.9 M; [C] = 0.10M; [D] = 0.50 M

20 CO2(g) + H2(g) ⇄CO(g) + H2O(g)
¿Cuál es el valor de la constante de equilibrio ( K eq ) para la siguiente reacción? CO2(g) + H2(g) ⇄CO(g) + H2O(g) Si [CO] =0.25 M, [H2O] =0.4M, [CO2]=0.50M [H2]=0.1M La Keq de la reacción siguiente es Cuando [NO2] = 0.40 M, ¿Cuál es la [N2O4] en el equilibrio? N2O4(g) ⇄ 2 NO2(g)

21 Factores que afectan el equilibrio
Concentración Si se aumenta la [Reactivos ] el equilibrio se desplaza a mayor formación de productos . (derecha →) Si se disminuye la [Reactivos ] el equilibrio se desplaza a la izquierda mayor formación de reactivos(←) Si se aumenta la [productos ] el equilibrio se desplaza a mayor formación de reactivos.(←) Si se disminuye la [ productos el equilibrio se desplaza a mayor formación de productos.(→)

22 Temperatura Reacciones endotérmicas se puede considerar al calor como reactivo para predecir el desplazamiento del equilibrio. Reacciones exotérmicas se puede considerar al calor como uno de los productos. 2 KClO3 + calor ⇄ 2 KCl + 3 O2 Endotérmica N2 (g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH 3 (g) + calor Exotérmica ↑ de T el equilibrio → ENDOTERMICA ↓de T el equilibrio ← ↑ de T el equilibrio ← EXOTERMICA ↓de T el equilibrio →

23 Presión Para que los cambios de presión tengan efecto apreciable en una reacción química en equilibrio, es necesario que uno o mas de los reactivos o productos sea gaseoso. CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) PRE SIÓN ↓ PRESIÓN Se desplaza, hacia donde hay MAYOR # de moles de gases ↑ PRESIÓN Se desplaza hacia donde hay MENOR # de moles de gases

24 Principio de Le Chatelier
Si se aplica una perturbación (como un cambio de concentración, presión o temperatura) en una reacción en equilibrio, el equilibrio se desplaza en la dirección que disminuya la perturbación.

25 Generalmente: «El equilibrio se desplaza en contra del aumento y a favor de la disminución». Es decir: Si aumentamos algo que esta en la derecha, el equilibrio se desplaza a la izquierda.( contra el aumento) Si disminuimos algo que está en la derecha, se desplaza a la derecha ( a favor de la disminución). Si aumentamos algo que está en la izquierda, el equilibrio Se desplaza hacia la derecha (contra el aumento). Si disminuimos algo que esta en la izquierda el equilibrio se desplaza hacia la izquierda ( a favor de la disminución) Las prediciones de Le Chatelier acerca de las alteraciones o perturbaciones del equilibrio se resumen en el siguiente cuadro.

26 Desplazamiento del Equilibrio
FACTOR Perturbación Desplazamiento del Equilibrio CONCENTRACION ↓ [ productos ] ↑ [ reactivos ] Derecha ↓ [ reactivos ] ↑ [ productos ] Izquierda TEMPERA TURA Endotérmicas A + calor  B Si ↑ T Si ↓ T Exotérmicas A  B + calor PRESION Si ↓ Presión Hacia donde hay MAYOR # de moles de gas Si ↑ Presión Hacia donde hay MENOR # de moles de gas

27 Para la reacción en equilibrio 2NO2(g) ⇄ 2NO (g)+ O2(g) + calor
La reacción es exotérmica ó endotérmica.? ________ A-Escriba la constante de equilibrio B- El equilibrio es homogéneo ó heterogéneo.’ _______ C- Hacia que dirección ( IZQUIERDA Ó DERECHA ) de desplazará el equilibrio si se: C.1- Disminuye la temperatura ___________ C.2- Disminuye [ NO] _________ c- 3-Aumenta la temperatura ____________ C-4- Aumenta [ NO2]________________ C-5- Aumenta la presión _____________

28 Ejercicio :Considere el siguiente sistema:
C2H6 (g) C2H4(g) + H2 (g) + Calor Prediga hacia donde se desplaza el equilibrio si: a) Aumentamos la temperatura_________ b) Disminuimos [ C2H4]______________ c) Aumentamos [ H2 ].____________ d) Disminuimos la presión: _______ e) Disminuimos la temperatura____

29 Fin


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