F UNDACIÓN E DUCACIONAL C OLEGIO DE LOS SS.CC. - M ANQUEHUE - Profesora : Magdalena Loyola Curso:...
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Cinética Química
FUNDACIÓN EDUCACIONALCOLEGIO DE LOS SS.CC.- MANQUEHUE -
Profesora : Magdalena LoyolaCurso: III° 2015
Introducción¿porqué existen reacciones tan
rápidas como la combustión del gas natural que ocurre en fracción de segundo y otras tan lentas como la formación del diamante que demora miles de años?
¿Qué factores influyen en la velocidad de una reacción?
¿cómo se hace posible la transformación de los reactantes en productos?
Velocidad de una reacción
En una reacción química la velocidad se define como el cambio de concentración molar en el tiempo.
Se expresará entonces en la unidad M/s ó mol/L*s
Velocidad promedio: Cambio de molaridad de un reactante o producto en un intervalo de tiempo dado
V reactantes = - [ ] final- [ ]inicial
t final – t inicialV productos = [ ] final- [ ]inicial
t final – t inicial
Velocidad instantánea: Molaridad de un reactante o producto en un momento determinado .
Ejercicio
Para la reacción hipotética A → B, determine la velocidad promedio de A en el intervalo de 20 a 40 minutos expresada en M/s
[A] [B] Tiempo (min)
0,046 0 0
0,023 0,023 20
0 0,046 40
Determine la velocidad de B en el mismo intervalo
Velocidad y Estequiometría
Para reacciones que se llevan a cabo con estequiometría distinta de 1:1, por ejemplo
H2+ I2 → 2HI“por cada 1 mol de H2 y de I2que
desaparece aparecen dos moles de HI”
Ejercicios
Exprese la velocidad de las siguientes reacciones en función de la desaparición de los reactantes y aparición de los productos:
1) CH4 + O2 → CO2 + H2O2) C8H18 + O2 → CO2 + H2O
3) Zn + HCl → ZnCl2 + H2
Para la siguiente reacción:3O2 → 2O3
si la velocidad media de aparición de O3 en un determinado momento es de 4 x 10 -5 M/s, ¿cuál es la velocidad de desaparición de O2?
La descomposición de N2O5 se lleva a cabo conforme a la siguiente ecuación
2N2O5(g)→4NO2 (g)+O2(g)
Si la velocidad de descomposición de N2O5 en un instante determinado es 4,2 x 10-7 M/s ¿Cuál es la velocidad de aparición de NO2 y de O2?
Teoría de las colisiones Para que los átomos moléculas o iones puedan
reaccionar antes se deben encontrar y chocar, pero, no basta que choquen para que puedan generar el o los productos.
El número de colisiones eficaces está determinado por:› Frecuencia de las colisiones
› Factor de Orientación
Energía de activación (Ea)Los átomos y/o moléculas requieren chocar
con una energía mínima para generar productos.
Factores que influyen en la velocidad de una reacción
Estado físico de los reactivos Concentración de los reactivos Temperatura a la que se lleva a cabo
una reacción Presencia de un catalizador
Concentración y Velocidad
Una forma de estudiar el efecto de la concentración en la velocidad de una reacción consiste en establecer relaciones entre las concentraciones de reactantes y las velocidades iniciales observadas.
Para la siguiente reacción :NH4+ (ac) + NO2- (ac)→ N2 (g) + 2H2O (l)
Se han tabulado los siguientes datos:
N° del experimento
Concentración inicial de NH4+ (M)
Concentración inicial de NO2- (M)
Velocidad inicial (M/s)
1 0,01 0,2 5,4 x 10-7
2 0,02 0,2 10,8 x 10-7
3 0,04 0,2 21,5 x 10-7
4 0,06 0,2 32,3 x 10-7
5 0,2 0,0202 10,8 x 10-7
6 0,2 0,0404 21,6 x 10-7
7 0,2 0,0606 32,4 x 10-7
8 0,2 0,0808 43,3 x 10-7
Orden de reacciónEl orden de reacción es un número que
representa cuál es la dependencia de la velocidad cuando cambia la concentración
Orden 0 = No hay relación entre el cambio de la concentración y la velocidad.
Orden 1 = Existe una relación lineal entre el cambio de concentración y velocidad
Orden 2 = Existe una relación exponencial entre el cambio de concentración y la velocidad.
Ley de velocidad
La ley de velocidad expresa la dependencia de la velocidad con el cambio de concentración de los reactantes.
ORDEN DE REACCIÓN
Constante de
velocidad
Concentración de reactantes
Utilidad de la ley de velocidad
Determinación de la constante de velocidadLa reacción del óxido Nítrico con Hidrógeno a 1280
°C es:2NO (g) + 2H2 (g) → N2 (g) + 2H2O (g)
A partir de los siguientes datos, determine la ley de velocidad y calcule la constante de velocidad.
Experimento
[NO] [H2] Velocidad inicial (M/s)
1 5,0 x 10-3 2,0 x 10-3 1,2 x 10-5
2 10 x 10 -3 2,0 x 10 -3 4,8 x 10-5
3 10 x 10 -3 4,0 x 10 -3 9,6 x 10 -5