cinetica química 2
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Reflexiona un momento
∆H= -
∆H= +
Factores que afectan la velocidad de reacción:
Para que ocurra una reacción
https://www.youtube.com/watch?v=z2245FkSnho
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CINÉTICA QUÍMICA Sesión 32
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Logro
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Explica los factores que afectan la velocidad de reacción, interpreta la ley de velocidad y determina la concentración de los reactivos en un momento dado durante el curso de una reacción de primer orden.
• Definición
• Velocidad promedio Velocidad de una reacción
• Teoría de las colisiones y la energía de activación.
• Factores.
Factores que influyen en la velocidad de
reacción
• Constante de velocidad y el orden de una reacción.
• Concentración de reactivos.
La ley de velocidad
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Velocidad de Reacción
H5: Utiliza la expresión de ley de velocidad para determinar la constante de velocidad y el orden de reacción.
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Ley de velocidad de reacción
5
La relación matemática que existe entre:
La velocidad de reacción = VR La concentración de reactivos = [Reactivos]
se conoce como LEY DE VELOCIDAD
A medida que transcurre una reacción, la concentración de reactivos disminuye
Tiempo
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aA(g) bB(g)
Constante de velocidad
(depende de la temperatura) Concentración molar de A (mol/L)
Orden parcial respecto a A
V = k [A]m
• El orden de reacción: indica la relación entre las concentraciones de
los reactivos y la velocidad de reacción.
• NO están relacionados con los coeficientes estequiométricos de la
reacción y se determina experimentalmente (excepto en las
reacciones elementales (mecanismo de un solo paso), donde m=a)
La expresión que relaciona la velocidad con las concentraciones
molares de los reactantes se denomina ley de velocidad
Ley de velocidad de reacción
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A(g) B(g)
V = k[A]m
v = [A]0
Orden cero
v = [2A]0
v = [3A]0
V es independiente
de la concentración
A]
v = [A]1
Primer orden
2v = [2A]1
3v = [3A]1
V depende directamente
de la concentración
A]
¿La velocidad depende de la concentración de A?. Indique en qué
caso sí y en qué caso no.
Ley de velocidad y orden de reacción
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m y n órdenes parciales respecto a A y B
m +n orden de la reacción global
k constante de velocidad, a mayor K mayor velocidad
aA(g) + bB(g) → cC(g)
Vreacción = k[A]m[B]n
Ficha 3.1-3
Ley de velocidad para una reacción generalizada…
Donde:
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Determine el orden de la reacción total, la ley de la velocidad y calcule la
constante de velocidad para la reacción siguiente de los datos siguientes:
S2O82- (ac) + 3I- (ac) → 2SO4
2- (ac) + I3
- (ac)
Experimento [S2O8
2-]
(M)
[I-]
(M)
Velocidad inicial
(M/s)
1 0,08 0,034 2,2x10-4
2 0,08 0,017 1,1x10-4
3 0,16 0,017 2,2x10-4
Vreacción = 0,08 M-1s-1 [S2O82-]1[I-]1 Ley de la velocidad:
k = 0,08 M-1s-1 Constante de velocidad:
Orden de reacción con respecto al S2O82- m = 1
Orden de reacción con respecto al I- n = 1
Veamos el siguiente ejemplo:
F.T. 3.1: 5a)- 5i)
C.T. Actividad 3.1.4
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Velocidad de Reacción
H6: Determina la concentración de los reactivos en un momento dado durante el curso de una reacción de primer orden.
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Cambio de la concentración con el tiempo
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La concentración del reactivo disminuye al pasar el tiempo
Hay una relación (ecuación matemática) que nos permite calcular la concentración del reactivo en determinado tiempo
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• Para la reacción de descomposición de primer orden:
A(ac) → B(ac)
velocidad = −Δ[A]Δt velocidad = k.[A]1
• Combinamos estas ecuaciones
velocidad = −Δ[A]Δt = k.[A]1
• Si integramos la ley de velocidad para un proceso de primer orden tenemos:
Reacción de orden 1 (o de primer orden)
ln [A]f [A]i
= −kt
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Leyes de velocidad integradas
ln [A]f [A]i
= −kt
Donde:
[A]i es la concentración inicial de A. [A]f es la concentración de A en un tiempo, t, durante el curso de la reacción.
ln [A]f = -kt + ln [A]i
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Tiempo de vida media (t1/2)
• Vida media de una reacción (t1/2), es el tiempo necesario para que la concentración inicial ([A]0) se reduzca a la mitad (50 %).
ln[A]f = ln[A]i – k.t
k t ]ln[2/]ln[ 2/1iAA i
k
2lnt 2/1
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Aplicando lo aprendido…
Para la reacción a 40 °C:
A(g) + 2B(g) ----> C(g)
Se sabe que la reacción es de primer orden y que el tiempo de vida media de B es 56 min.
a. Calcula la constante de velocidad (con unidades)
b. Si la concentración inicial de B era 0,04 M, calcula la concentración luego de 40 minutos.
F.T. 3.1: 6a), 6b) C.T. Actividad 3.1.5
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Problema aplicativo
• Un proceso muy utilizado en la industria de los aceites vegetales, grasas, mantequillas, etc, es la producción de grasas en estado sólido a partir de la hidrogenación de aceites, mediante la siguiente reacción general:
Aceite insaturado + n H2 → Grasa saturada
F.T. 3.1: 7a)-7i)
C.T. Ejercicio integrador
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Conclusiones
Orden Ley de
velocidad Ecuación integrada
Tiempo de
vida media
1 v = k[A]1 ln[A]f = ln[A]i – kt t1/2 ln2
k
Resumen
A(ac) → B(ac)
Para la siguiente reacción:
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Bibliografía
• BROWN, Theodore (2004) Química: La Ciencia Central . 11va
ed. México D.F. Editorial Pearson Educación.
• CHANG, Raymond (2010). Química. 10ma ed. México: McGraw-
Hill Interamericana Editores S.A.
• BUSTAMANTE, Elena y otros (2013) Química: Cuaderno de
trabajo. 6ta ed. Perú: Universidad Peruana de Ciencias
aplicadas-UPC.
• R. H. Petrucci, W. S. Harwood, F. G. Herring, (2003) Química
General, 8ª edición.Prentice Hall, Madrid,.
• Animaciones Flash interactivas Para Aprender _Factor que
afecta la velocidad : la temperatura http://www.fisica-quimica-
secundaria-bachillerato.es/quimica_interactiva.htm
• Velocidad de una reacción química y concentración de los
reactivos
http://www.youtube.com/watch?v=u4Ic5Yyk7cY&feature=fvsr
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Bibliografía
• Cinética_quimica _ Slideboon _
http://www.slideboom.com/presentations/96731/4-
Cinetica_quimica
• Ciencias Naturales – Química _ ¿Qué Factores Afectan la
Velocidad de Reacción
• Cinethttp://odas.educarchile.cl/objetos_digitales_NE/ODAS_Cienci
as/Quimica/factores_afectan_velocidad_reaccion/index.html
• Cinética_quimica
http://www.uam.es/departamentos/ciencias/quimica/aimp/luis/Doc
encia/QB/Este_curso/Presentaciones/4-Cinetica_quimica.ppt.
• Cinética Química
http://www.chm.davidson.edu/vce/kinetics/RateOfReaction.html
• Laboratorio Virtual _ Concentración
http://labovirtual.blogspot.com/search/label/cin%C3%A9tica%20qu
%C3%ADmica
• Factores que afectan la VRX _
http://www.freezeray.com/chemistry.htm
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QUÍMICA COPYRIGHT © UPC 2015
Material producido para el curso MA465-Química Coordinadora del curso: Rosario López Cisneros Autor: Docentes del curso