Repaso PSU “CINETICA QUIMICA” · •Ecuación de velocidad o ecuación cinética •Ecuación...

Repaso PSU“CINETICA QUIMICA”

• Parte de la química que estudia lavelocidad con que trascurren lasreacciones químicas, los factoresque afectan a dicha velocidad y losmecanismos a través de los cualeslos reactivos se trasforman enproductos

TEORIA DE COLISIONES Y COMPLEJO ACTIVADO

¿QUE ES LA CINETICA

QUIMICA?• La cinética química estudia la velocidad de reacción y

contempla 3 condiciones que deben darse a nivelmolecular:

A) Las moléculas deben colisionar

B) Esta colisión debe ser en la posición adecuada parafavorecer a los productos

C) Esta colisión deberá tener energía suficiente onecesaria (energía de activación) para que se alcance elestado de transición

Energía de activación • Al formarse los productos y estos

separarse, la energía potencial disminuye, aumentando la rapidez de separación de los mismo.

• Como solo las moléculas que se mueven rápidamente pueden reaccionar. La energía mínima que deben tener las moléculas para que el choque sea efectivo se conoce como energía de activación de reacción.

Teoría de colisiones Las reacciones ocurren cuando haychoques efectivos entre moléculas, así larapidez de la reacción es dependiente alnúmero de choques por unidad de tiempoLos choques efectivos dependen de lanaturaleza del reactivo, la concentración,la orientación cuando se produce elchoque y la temperatura que afecta laenergía cinética de las moléculas

VELOCIDAD DE

REACCION

LEY DE VELOCIDAD

• Ecuación de velocidad o ecuación cinética• Ecuación empírica que relaciona la velocidad de reacción con las concentraciones

molares de los reactivos que participan en la reacción

A B G Ha b g h+ + → + + v A

m nk B=

• Orden de reacción

– m, n, ... : orden de reacción con respecto a A, B, ...• generalmente, son números enteros positivos pequeños: 0, 1, 2

• ocasionalmente, pueden ser números fraccionarios y/o negativos

• NO están relacionados con los coeficientes estequiométricos de la reacción global

• m+n+... : orden de reacción total, u orden global de reacción

• Constante de velocidad o constante cinética: k– su valor indica si la reacción es rápida o lenta

– tiene unidades, que dependen del orden de la reacción

Determinación de la ecuación de velocidad:

Método de las velocidades iniciales

10

2

2 2 4 2 2 2( ) ( ) ( ) ( ) ( )2 2 2ac ac ac g sHgCl C O Cl CO Hg Cl− −+ → + +Ejemplo:

2

2 2 4vnm

k HgCl C O − =

2 /HgCl M2

2 4 /C O M− 1

inicialv / minM −Expto.

1 0,105 0,15 51,78 10−

2 0,105 0,30 57,12 10−

3 0,0525 0,30 53,56 10−

2

1

v

v

2

2 42 2 2

22 2 41 1

nmC OHgCl

HgCl C O

−

−

=

2

2 4 2

2

2 4 1

n

C O

C O

−

−

=

7,12 0,30

1,78 0,15

n

=

4,00 2,0n= 2n =

2

3

v

v

2

2 42 2 2

22 2 43 3

nmC OHgCl

HgCl C O

−

−

=

2 2

2 3

n

HgCl

HgCl

=

7,12 0,105

3,56 0,0525

n

=

2,00 2,00m= 1m =

n

m

1

22

2 2 41 1

vk

HgCl C O −=

( )

5 1

2

1,78 10 min

0,105 0,15

M

M M

− −= 3 2 17,5 10 mink M− − −=

Ejercicio propuesto

Factores que determinan la velocidad de reacción

Fact

ore

s temperatura

catalizador

Concentración

Grado de división

Catalisis enzimatica

Mecanismo de reacción

• La reacción

NO2 (g) + CO (g) → NO (g) + CO2 (g)

sucede en dos etapas:

• 1ª etapa (lenta): 2 NO2 → NO + NO3

• 2ª etapa (rápida): NO3 + CO → NO2 + CO2

NO2 + CO → NO + CO2

La reacción global es la suma de las dos.

• NO3 es un intermedio de reacción.

• En la etapa lenta intervienen dos moléculas de NO2,, luego v = k · [NO22

Cada una de las etapas porlas cuales transcurre lareacción se denomina“Etapa elemental o procesoelemental” y a la secuenciade estas reaccionessencillas, la suma de lascuales nos da la reacciónglobal, se la denominamecanismo de reacción.

Procesos elementales: transformaciones químicas por las que, en una sola etapa, se reagrupan los átomos de una o varias moléculas

Molecularidad:Se llama molecularidad al número de moléculas de reactivos que colisionan simultáneamente para formar el complejo activado en una reacción elemental. Se trata de un número entero y positivo.

Si un PE transcurre mucho más lento que los demás, él constituye la etapa determinante de la velocidad de la reacción global

Si un PE transcurre mucho más lento que los demás, él constituye la etapa determinante de la velocidad de la reacción global