Cinética Química
Velocidad de Reacción
Cambio que tiene lugar en un intervalo de tiempo.
Elaboración de un producto: Obtención de la mayor masa posible en el menor tiempo
Conservación de una sustancia: Mejora cuando se consigue disminuir la velocidad con la que se altera la misma.
Se calcula mediante la masa de sustancia, consumida u obtenida en un unidad de tiempo.
k(T)= es la constante de velocidad.
Ci =es la concentración del i-ésimo reactivo.
ni= es el orden del i-ésimo reactivo.
Factores que afectan la velocidad de reacción: naturaleza de los reactivos
conformaciòn y estructura del reactivo , es decir a si es iònico, molecular sòlido o liquido o gaseoso ,lo que determina la velocidad de reacciòn de los mismos cuando se realiza una reacciòn quìmica
Cuando se trata de una reacción en donde interviene un gas, su volumen o cambio de presión puede ser equivalente al cambio de concentración.
cuando los reactivos estan en disolucion se encuentran en estado molecular o ionico, y hay mayor probabilidad de que establezcan contacto directo.
Al incrementarse la concentracion de reactivos la presion tambien aumenta y, el numero de choques es mayor y la velocidad de reaccion se acelera.
cuando uno de los reactivos es solido, la velocidad de reacción suele incrementarse al partirlo en varios pedazos.
En estado gaseoso las moléculas se encuentran mas separadas y por ello la posibilidad de contacto es menor, y decrece aun mas si el gas se encuentra libre.
Factores que afectan la velocidad de reacción: Ley de velocidad
Describe la dependencia funcional de la velocidad de reacción con las concentraciones de los reactivos
v = k . [A]x. [B]y
Todas las concentraciones son iniciales (a t=0)
k = constante de velocidad específica
x, y = orden de reacción respecto a cada reactivo (A, B,
respectivamente)
Orden de reacción
Orden de reacción respecto a cada reactivo: exponente
al que está elevada la concentración de cada reactivo
Orden de reacción total: suma de los ordenes de reacción
respecto a cada reactivo
Ecuación de Arrhenius
Se utiliza para comprobar la dependencia de la constante de velocidad (o cinética) de una reacción química con respecto a la temperatura a la que se lleva a cabo esa reacción
k(T): constante cinética (dependiente de la temperatura)
Ae: factor pre exponencial o factor de frecuencia. Indica la frecuencia de las colisiones.
Ea: energía de activación, expresada en J/mol.
R: constante universal de los gases. Su valor es 8,3143 J·K-1·mol-1
T: temperatura absoluta [K]
Regresion lineal
Teoría de las colisiones
Las moléculas reaccionan si colisionan con una energía cinética relativa a lo largo de sus líneas de centro, que exceda Ea. Esto lleva a una expresión muy similar a la ecuación de Arrhenius
Teoría del estado de transición
Delta G= es la energía libre de Gibbs de activación,
KB= es la constante de Boltzmann, y
h= es la constante de Planck.
Qué son los catalizadores.
Sustancia que se puede añadir a una reacción para aumentar la velocidad de reacción sin ser consumida en el proceso.
aceleran una reacción al disminuir la energía de activación o al cambiar el mecanismo de reacción.
Tipos de catalizadores.
Catalizadores positivos: son aquellos que incrementan la velocidad de la reacción. Son quizás los que mayor interés presentan debido a su gran uso
Catalizadores negativos: también llamados inhibidores, son aquellos que hacen disminuir la velocidad de reacción. Poseen un interés especial para la industria de los alimentos, donde suelen venir utilizados como aditivos
Acciones catalizadoras
Catálisis heterogénea: También llamado de contacto, cuando éste no se encuentra en la misma fase que los reactivos. Suelen encontrarse en estado sólido, y actúan en reacciones entre gases y líquidos. Son altamente utilizados en la industria química, con la finalidad de producir infinidad de productos.
Catálisis homogénea:catalizador de tipo homogéneo deberá ser también un gas, y si se tratase de reacciones entre líquidos, el catalizador sería un líquido también, o en su defecto un sólido en disolución.
Catálisis enzimática: son destacables por su alta eficacia, pues puede verse multiplicada la velocidad de una reacción hasta en unas 1012, y especificidad, pues cada una de las enzimas se usa para catalizar un tipo de reacción bioquímica concreta.
Mecanismo de Reaccion
Escribe la secuencia de reacciones elementales que deben ocurrir para pasar de los reactivos a los productos.
Molecularidad: Numero de moleculas involucradas en la formacion del estado de transicion en un proceso elemental.
Intermedio de reacción:
-Altamente reactivo
-No aparecen en las ecuaciones globales
-Rápidamente alcanzan una concentración baja y constante
– Los PE suelen ser unimoleculares o bimoleculares (un choque efectivo de tres o más moléculas es altamente improbable)
– A diferencia de lo que ocurre con la reacción global, en la ecuación de velocidad de los PE, los exponentes de las concentraciones son los mismos que los coeficientes estequiométricos
– Existen especies químicas intermedias, que no son reactivos ni productos, que se producen en un proceso elemental y se consumen en otro. Éstas no pueden aparecer en la ecuación de velocidad global.
– Si un PE transcurre mucho más lento que los demás, él constituye la etapa determinante de la velocidad de la reacción global