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Clase Clase Nº 14 Nº 14 Cinética Química

Profesor: Antonio Huamán


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CINÉTICA QUÍMICA

Es una parte química que se encarga de estudiar la

velocidad o rapidez con la que ocurren las reaccionesquímicas el mecanismo de c!mo consumen losreactantes " los #actores que alteran la velocidad deuna reacci!n química$


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%E&'CI(A( (E )EACCI*N +%r,-

.e de#ine VELOCIDAD DE REACCION como el cam/io de

concentraci!n de reactivo que desaparece o de unproducto de reacci!n que se #orma por unidad de tiempo$&a velocidad de reacci!n se e,presa de la siguiente #orma0

En cin1tica las concentraciones generalmente see,presan en molaridad + representada por 0 2 3 -


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Consideremos la siguiente reacci!n elemental0

A 4 5 C

E6emplo0 +CE7)E UNM.M-E6emplo0 +CE7)E UNM.M- Marque la alternativa que e,presa lavelocidad de reacci!n para la descomposici!n del pent!,ido

de dinitr!geno en o,ígeno molecular " di!,ido de nitr!genoseg8n la ecuaci!n0 9 N9':+g- ; N'9+g- 4 '9+g- A-


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E6emploE6emplo00 &a siguiente reacci!n química se realiza en unrecipiente de 9& de capacidad0 ; N?@+g- 4 @ '9+g- ?9'+g- 4 9 N9+g-.i al paso de B9 segundos se consume g de N?@ determine

la velocidad media de #ormaci!n del N9$.oluci!n0.oluci!n0


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%elocidad de )eacci!n " su Estequiometría

.ea la reacci!n química 0

aA 4 /5 cC 4 d(

&as velocidades de reacci!n de los reactantes " productosestDn en relaci!n a sus coe#icientes estequiom1tricos$


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ACT')E. QUE A&TE)AN &A %E&'CI(A( (E )EACCI*N

B$ TEM7E)ATU)A

A medida que la temperatura es ma"or aumenta laenergía cin1tica de las mol1culas lo que provoca quecFoquen con ma"or #recuencia " que la reacci!n serealice mDs rDpidamente$ 7or lo tanto cuando se eleva latemperatura de una reacci!n química aumenta lavelocidad de la misma$


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9$ NATU)A&EGA (E &'. )EACTANTE.

E,perimentalmente se ademostrado que lavelocidad de reacci!n se

duplica apro,imadamentecada BH C que aumenta latemperatura$

&a velocidad de reacci!n varía mucFo seg8n lanaturaleza de los reactivos$ 7or e6emplo un trozo de

sodio pierde inmediatamente su /rillo de/ido a sureacci!n con el o,ígeno " el agua atmos#1ricos$ ElFierro tam/i1n reacciona con el o,ígeno " la Fumedaddel aire #ormando Ferrum/re pero de #orma mDs lenta$En conclusi!n la rapidez de la reacci!n depende de las

propiedades químicas de los reactantes$


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',idaci!n del sodio +rDpida-

',idaci!n del Fierro +lenta-

@$ J)A(' (E (I%I.I*N

.i los reactivos estDn #inamente divididos Fa" mDssuper#icie de contacto es decir mDs mol1culas dereactivos que pueden cFocar unas con otras pararomperse " #ormar las mol1culas de los productos$ Cuantoma"or sea el grado de divisi!n de los reactivos con mDs

velocidad se producirD la reacci!n$


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4 ?Cl GnCl9 4 ?9 )eacci!n rDpida

Ginc enpolvo

4 ?Cl GnCl9 4 ?9 )eacci!n lenta

Trozo dezinc

.e o/serva que el zinc pulverizado reacciona mDs rDpido con elDcido clorFídrico que el zinc en trozo de/ido a que presentama"or super#icie de contacto por lo tanto los cFoques son mDs

e#icaces aumentado así la velocidad$


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;$ C'NCENT)ACI*N (E )EACTANTE.

Mientras ma"or sea la concentraci!n de cada reactanteque se utilice en una determinada reacci!n ma"or serD

la velocidad con que se #ormen el o los productos$ Esto porque a ma"or concentraci!n Fa/rD mDs

opciones de cFoque entre las mol1culas por lo tantomDs velocidad de reacci!n$

7or e6emplo una astilla de madera arde con relativarapidez en el aire +que contiene 9HK de o,ígeno- pero sein#lama inmediatamente con o,ígeno puro que contienema"or concentraci!n de mol1culas


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Ecuaci!n de velocidad

&a ecuaci!n de velocidad es una e,presi!n matemDtica querelaciona la velocidad instantDnea de una reacci!n en un

momento determinado con las concentraciones de los reactivospresentes en ese momento

7ara una reacci!n del tipo0 aA 4 /5 cC 4 d(

&a le" de velocidad es0 v L 2A3 253

(onde0

2A3 " 253 son las concentraciones molares de losreactivos en un instante dado

" son e,ponentes calculados de #orma e,perimental es la constante de velocidadv es la velocidad instantDnea de la reacci!norden glo/al o total de reacci!n L 4


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:$ U.' (E CATA&IGA(')E.:$ U.' (E CATA&IGA(')E.

Un catalizador es un agente que modi#ica la velocidad deuna reacci!n química sin e,perimentar cam/io al #inal dela misma$ En una gran ma"oría de casos loscatalizadores son sustancias pero a veces la luz o uncampo el1ctrico e,terno realizan tam/i1n una la/orcatalizadora$

7ara que se lleve a ca/o una reacci!n química esnecesario un cierto nivel de energía esto se conocecomo energía de activaci!n$

Un catalizador acelera la velocidad de la reacci!n

disminu"endo la energía de activaci!n " sin modi#icar elproducto " sin ser consumido durante la reacci!n$

Un inhibidor +catalizador negativo- es aquella sustanciaque disminu"e la velocidad de reacci!n


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MECANI.M' (E )EACCI*NEs el proceso o pasos elementales a trav1s de los cuales losreactivos se convierten en productos$

(e acuerdo al mecanismo de reacci!n las reacciones seclasi#ican en0


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A$)eacciones sencillas +elementales-

.on aquellas reacciones lentas que se llevan a ca/o en una

sola etapa " se pueden controlar$

.ea la siguiente reacci!n elemental0a A 4 / 5 productos

&a le" de velocidad es0 v L 2A3a253/ El orden de la reacci!n es0 a 4 /

E6emploE6emplo00 &a e,presi!n de velocidad para la reacci!n sencilla0A9 4 9 5 9 A5 es0

a-%), L 2A539 /-%), L 2A39 2539

c-%), L 2A39 2953d-%), L 2A93 253e-%), L 2A93 2539

.oluci!n0.oluci!n0


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A$)eacciones sencillas comple6as

.on aquellas cu"o mecanismo consta de varias etapas$

Cada una de las reacciones que descri/en el mecanismose llama reacci!n elemental$ .i las reacciones elementalestienen diversas velocidades la reacci!n mDs lentadetermina la velocidad de la reacci!n

E6emplo0E6emplo0 &a siguiente reacci!n0 9 A5+g- 4 C9+g- A9+g- 4 9 5C+g- esFomog1nea en #ase gas " se lleva a ca/o en dos etapas0

A5 4 C9 AC 4 5C reacci!n lentaAC 4 A5 5C 4 A9 reacci!n rDpida

Indique verdadero +%- o #also +- so/re esta reacci!n0I$Es una reacci!n sencilla$

II$El orden total de la reacci!n es @$III$El producto intermedio es A5$I%$&a le" de velocidad estD dada por %), L 2A5392C93%$&a le" de velocidad depende de la etapa mDs lenta$

.oluci!n0.oluci!n0


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