El documento describe los conceptos básicos de la cinética química, incluyendo la velocidad de reacción, la ecuación de velocidad, el orden de reacción y la constante de velocidad. Explica cómo medir experimentalmente la velocidad de reacción y cómo relacionarla con la concentración de los reactivos a través de la ecuación de velocidad, la cual depende del orden de reacción y la constante de velocidad k.
La ley de viscosidad de Newton establece que la velocidad con la que un fluido se deforma bajo un esfuerzo cortante es directamente proporcional al esfuerzo aplicado. Los fluidos newtonianos siguen esta ley, mientras que los fluidos no newtonianos no muestran esta proporcionalidad directa. Los fluidos no newtonianos más comunes son los seudoplásticos, cuya viscosidad aparente disminuye con mayores tasas de corte, y los dilatantes, cuya viscosidad aumenta.
Este documento describe varios experimentos realizados para medir la viscosidad de diferentes sustancias usando diferentes instrumentos como el viscosímetro de Zahn, el viscosímetro de Stormer, el viscosímetro de Brookfield y el viscosímetro de Ostwald. Los estudiantes midieron la viscosidad de sustancias como agua, glicerina, aceite vegetal y aceite de ricino a diferentes temperaturas usando estos instrumentos y anotaron los resultados obtenidos.
Este documento describe un curso de Transferencia de Calor II que incluye cinco temas: 1) Intercambiadores de calor, 2) Flujo laminar y convección libre, 3) Cálculos para condiciones de proceso, 4) Evaporación, y 5) Transferencia de calor por contacto directo y torres de enfriamiento. El objetivo es estudiar técnicas de diseño y evaluación de equipos de transferencia de calor usados en ingeniería química y aplicar conceptos fundamentales a sistemas térmicos industriales.
Este documento analiza la calidad del agua de la quebrada del Águila en Tingo María, Perú mediante la determinación de parámetros físicos y químicos. Además, compara la eficiencia de coagulantes artificiales como el sulfato de aluminio y coagulantes naturales como el almidón de yuca y tallo de nopal en el tratamiento de aguas residuales para remover sólidos que causan turbidez. El objetivo es analizar la calidad del agua y cuantificar la eficiencia del método de coagulación usando diferentes coagul
Este documento describe la cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC), incluyendo los componentes clave del equipo HPLC como bombas, columnas, detectores y tipos de cromatografía HPLC. Explica que la HPLC se utiliza ampliamente para separar una amplia variedad de compuestos no volátiles e iones, y que el tamaño reducido de las partículas de relleno es crucial para lograr separaciones eficientes en tiempos razonables.
Este documento trata sobre los fundamentos teóricos de la sedimentación aplicados a plantas concentradoras de sulfuros de cobre. Explica conceptos como la sedimentación de partículas aisladas y conjuntos de partículas, y los mecanismos de sedimentación, espesamiento y clarificación. También cubre temas como la coagulación, floculación y la descripción de la operación de espesamiento en plantas concentradoras.
Esta práctica estudió el calor específico de los sólidos mediante el método de mezclas. Se tomó una muestra sólida desconocida y se calentó, luego se introdujo en un calorímetro con agua a temperatura ambiente. Los cálculos derivaron en un calor específico de 0.116 cal/g°C para la muestra, aproximándose al hierro a 0.113 cal/g°C, con un error del 2.65%.
Este documento presenta información sobre diferentes temas relacionados con los mecanismos de transferencia, incluyendo fluidos, flujo, reología, concentración de masa y molar, calor y los mecanismos de transferencia de calor. Define conceptos clave como fluido, flujo, newtoniano y no newtoniano, concentración en masa y fracción molar. Explica los tres mecanismos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación, así como sus características.
La ley de viscosidad de Newton establece que la velocidad con la que un fluido se deforma bajo un esfuerzo cortante es directamente proporcional al esfuerzo aplicado. Los fluidos newtonianos siguen esta ley, mientras que los fluidos no newtonianos no muestran esta proporcionalidad directa. Los fluidos no newtonianos más comunes son los seudoplásticos, cuya viscosidad aparente disminuye con mayores tasas de corte, y los dilatantes, cuya viscosidad aumenta.
Este documento describe varios experimentos realizados para medir la viscosidad de diferentes sustancias usando diferentes instrumentos como el viscosímetro de Zahn, el viscosímetro de Stormer, el viscosímetro de Brookfield y el viscosímetro de Ostwald. Los estudiantes midieron la viscosidad de sustancias como agua, glicerina, aceite vegetal y aceite de ricino a diferentes temperaturas usando estos instrumentos y anotaron los resultados obtenidos.
Este documento describe un curso de Transferencia de Calor II que incluye cinco temas: 1) Intercambiadores de calor, 2) Flujo laminar y convección libre, 3) Cálculos para condiciones de proceso, 4) Evaporación, y 5) Transferencia de calor por contacto directo y torres de enfriamiento. El objetivo es estudiar técnicas de diseño y evaluación de equipos de transferencia de calor usados en ingeniería química y aplicar conceptos fundamentales a sistemas térmicos industriales.
Este documento analiza la calidad del agua de la quebrada del Águila en Tingo María, Perú mediante la determinación de parámetros físicos y químicos. Además, compara la eficiencia de coagulantes artificiales como el sulfato de aluminio y coagulantes naturales como el almidón de yuca y tallo de nopal en el tratamiento de aguas residuales para remover sólidos que causan turbidez. El objetivo es analizar la calidad del agua y cuantificar la eficiencia del método de coagulación usando diferentes coagul
Este documento describe la cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC), incluyendo los componentes clave del equipo HPLC como bombas, columnas, detectores y tipos de cromatografía HPLC. Explica que la HPLC se utiliza ampliamente para separar una amplia variedad de compuestos no volátiles e iones, y que el tamaño reducido de las partículas de relleno es crucial para lograr separaciones eficientes en tiempos razonables.
Este documento trata sobre los fundamentos teóricos de la sedimentación aplicados a plantas concentradoras de sulfuros de cobre. Explica conceptos como la sedimentación de partículas aisladas y conjuntos de partículas, y los mecanismos de sedimentación, espesamiento y clarificación. También cubre temas como la coagulación, floculación y la descripción de la operación de espesamiento en plantas concentradoras.
Esta práctica estudió el calor específico de los sólidos mediante el método de mezclas. Se tomó una muestra sólida desconocida y se calentó, luego se introdujo en un calorímetro con agua a temperatura ambiente. Los cálculos derivaron en un calor específico de 0.116 cal/g°C para la muestra, aproximándose al hierro a 0.113 cal/g°C, con un error del 2.65%.
Este documento presenta información sobre diferentes temas relacionados con los mecanismos de transferencia, incluyendo fluidos, flujo, reología, concentración de masa y molar, calor y los mecanismos de transferencia de calor. Define conceptos clave como fluido, flujo, newtoniano y no newtoniano, concentración en masa y fracción molar. Explica los tres mecanismos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación, así como sus características.
El documento describe un experimento para determinar la constante de equilibrio de un ácido débil (ácido acético) mediante titulación volumétrica con una base fuerte (hidróxido de sodio). Los estudiantes midieron el pH a medida que agregaban volúmenes de NaOH y calcularon la constante de equilibrio como 2,71x10E-5 con un error porcentual de 3,77%. Concluyeron que el valor de pKa fue de 4,5654.
La presión se define como la fuerza aplicada por unidad de área y se mide en pascales (Pa). Existen diferentes tipos de presión como la absoluta, relativa, atmosférica y manométrica. La presión atmosférica promedio al nivel del mar es de 1013.15 hectopascales y se mide con un barómetro.
Determinacion de las cantidades molares parcialesCarlos Martinez
Este documento describe tres métodos (directo, analítico y gráfico) para determinar las propiedades molares parciales de una mezcla de dos componentes. Explica que el método gráfico involucra trazar una curva de la propiedad extensiva frente al número de moles de un componente y calcular la pendiente a diferentes composiciones. También describe cómo el método analítico usa ecuaciones diferenciales de la propiedad y fracciones molares para calcular las propiedades molares parciales.
Este documento presenta diferentes expresiones para calcular la concentración de contaminantes en el aire, incluidas las unidades de partes por millón (ppm), partes por billón (ppb) y partes por trillón (ppt). También explica cómo convertir entre unidades como microgramos por metro cúbico y ppm o ppb usando el peso molecular del contaminante y la temperatura. Además, proporciona ejemplos numéricos para calcular la concentración de contaminantes como dióxido de azufre y monóxido de carbono en diferentes unidades.
El documento describe el proceso de lixiviación o extracción sólido-líquido. Explica que la lixiviación es un proceso industrial usado para extraer solutos de un sólido mediante un disolvente líquido. También describe los equipos y variables involucradas en el proceso de lixiviación a gran escala y de laboratorio.
Este documento describe los conceptos básicos de los mecanismos de transferencia de fluidos, calor y masa. Explica los tipos de fluidos, flujos, concentraciones y calor. También describe los principales mecanismos de transferencia como la conducción de calor a nivel molecular, el desplazamiento de componentes en una mezcla debido a gradientes de concentración, y la transformación del movimiento de un elemento motriz.
Mecanismos de transmisión de calor (conduccion, conveccion, radiacion)Gilberto Mireles
Este documento describe los tres principales mecanismos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación. La conducción implica la transferencia de energía a través de la materia por contacto directo. La convección implica la transferencia de calor a través de fluidos en movimiento. La radiación implica la transferencia de energía a través de ondas electromagnéticas y puede ocurrir a través del vacío.
El documento presenta cálculos para determinar la concentración de diferentes tipos de sólidos en una muestra de agua, incluyendo sólidos totales, sólidos suspendidos totales, sólidos disueltos totales, entre otros. Los resultados muestran que la muestra contenía 9.285 mg/L de sólidos totales, 1.357 mg/L de sólidos suspendidos totales, y 4.285 mg/L de sólidos disueltos totales. Aunque algunos valores se encuentran por debajo de los límites de potabilidad, el documento con
Este informe presenta los resultados de un estudio sobre la solubilidad del sulfato de cobre (CuSO4) en diferentes sistemas como agua, soluciones amoniacales, de ácido sulfúrico y sulfato de níquel. Los resultados muestran que la solubilidad de CuSO4 aumenta con la temperatura en agua y disminuye con el aumento de la concentración de ácido sulfúrico y sulfato de níquel. La solubilidad en soluciones amoniacales primero disminuye y luego aumenta a medida que aumenta el pH. Las
Practica de ley cero de la termodinamica (autoguardado)ivan_antrax
Este documento describe un experimento realizado por un grupo de estudiantes de ingeniería industrial para comprender la Ley Cero de la Termodinámica. El experimento involucró medir las temperaturas de muestras de agua caliente, fría y mezcladas usando un termómetro a intervalos regulares. Los resultados mostraron que la temperatura del agua mezclada se estabilizó entre la del agua caliente y fría original, y que las temperaturas de las muestras separadas convergieron después de ser colocadas juntas, apoyando la
Este documento describe las reacciones de los cationes del grupo II (Hg++, Bi+++, Cu++, Cd++) frente a diferentes reactivos como HCl, H2S, NaOH-KOH, NH3 y K4Fe(CN)6. Forman precipitados de color característico con cada reactivo, como HgS negro con H2S, Bi2S3 negro con H2S y Bi(OH)3 blanco con NaOH. Las técnicas detallan los pasos para realizar cada prueba.
Practica 1; relación entre las capacidades caloríficas de un gasRafael Coletor Medina
Este documento describe un experimento para determinar la relación entre las capacidades caloríficas Cp/Cv para el aire usando el método de Clement y Desormes. Se registraron datos experimentales de presión durante procesos adiabáticos y isotermos. Los cálculos muestran que Cp/Cv para el aire es aproximadamente 1.16, con un error del 14.28% en comparación con el valor teórico de 1.4. El documento también incluye preguntas sobre los conceptos termodinámicos involucrados.
Este documento describe un experimento de laboratorio para determinar la velocidad de sedimentación de la arena en agua. Los estudiantes midieron la altura de la suspensión de arena en agua en intervalos de tiempo y graficaron los datos para calcular las pendientes, que representan las velocidades de sedimentación. Encontraron que la velocidad promedio de sedimentación de la arena fue de aproximadamente 7.22x10-6 m/s. El objetivo del experimento fue cuantificar cómo la gravedad causa que las partículas de arena más densas se separen del agua a trav
La viscosidad es la resistencia interna de un fluido al flujo y al movimiento, y depende de factores como la temperatura y la presión. Los fluidos newtonianos tienen una viscosidad constante, mientras que los fluidos no newtonianos tienen una viscosidad que varía con la fuerza de cizallamiento aplicada. Existen diferentes tipos de fluidos no newtonianos como los plásticos, pseudoplásticos, dilatantes y viscoelásticos.
(1) refracción molar y especifica de sustancias puras y disolucionesPablo Cuervo
Este documento analiza las propiedades físicas de sustancias puras y disoluciones mediante el índice de refracción, la densidad y los grados Brix. Se midieron estas propiedades para sustancias como el xilol, tolueno y disoluciones de agua y azúcar. Los resultados muestran que el índice de refracción y la densidad están relacionados y varían según la concentración de la disolución, lo que permite determinar la composición de sustancias desconocidas.
Este informe de laboratorio describe un experimento para determinar la acidez y alcalinidad de varias sustancias utilizando papel de tornasol. Se colocaron sustancias como agua, limón, vinagre y una solución alcalina en vasos de precipitación y se midió su pH con papel de tornasol. El experimento encontró que el jugo de limón, el vinagre y la solución acuosa de sal eran ácidos, mientras que la solución alcalina era básica. El informe concluye que se logró identificar
Este documento resume conceptos fundamentales de mecanismos de transferencia como fluidos incompresibles y compresibles, flujo laminar y turbulento, estacionario y no estacionario, reología, concentración, calor y mecanismos de transferencia de calor, masa y momentum. Explica brevemente cada uno de estos temas a través de varias oraciones.
Este documento describe el flujo de fluidos a través de lechos porosos formados por partículas sólidas. Explica la ley de Darcy, que establece que la velocidad de flujo es directamente proporcional a la caída de presión e inversamente proporcional a la altura del lecho. También presenta la ecuación de Kozeny-Carman, que relaciona las características del lecho como la porosidad y la superficie específica con la pérdida de carga. Finalmente, define parámetros como
Este documento describe la cinética química y contiene información sobre la velocidad de reacción, la ecuación de velocidad, el orden de reacción, la constante de velocidad y la energía de activación. Explica cómo medir la velocidad de reacción y establecer la ecuación cinética de una reacción química mediante el seguimiento de las concentraciones de los reactivos y productos en función del tiempo. También proporciona ejemplos de reacciones de diferentes órdenes y cómo se relacionan sus
Este documento describe la cinética química y contiene información sobre la velocidad de reacción, la ecuación de velocidad, el orden de reacción, la constante de velocidad y la energía de activación. Explica cómo medir la velocidad de reacción y establecer la ecuación cinética de una reacción química mediante el seguimiento de cambios en la concentración de los reactivos y productos a lo largo del tiempo. También proporciona ejemplos de reacciones de diferentes órdenes y cómo
El documento describe un experimento para determinar la constante de equilibrio de un ácido débil (ácido acético) mediante titulación volumétrica con una base fuerte (hidróxido de sodio). Los estudiantes midieron el pH a medida que agregaban volúmenes de NaOH y calcularon la constante de equilibrio como 2,71x10E-5 con un error porcentual de 3,77%. Concluyeron que el valor de pKa fue de 4,5654.
La presión se define como la fuerza aplicada por unidad de área y se mide en pascales (Pa). Existen diferentes tipos de presión como la absoluta, relativa, atmosférica y manométrica. La presión atmosférica promedio al nivel del mar es de 1013.15 hectopascales y se mide con un barómetro.
Determinacion de las cantidades molares parcialesCarlos Martinez
Este documento describe tres métodos (directo, analítico y gráfico) para determinar las propiedades molares parciales de una mezcla de dos componentes. Explica que el método gráfico involucra trazar una curva de la propiedad extensiva frente al número de moles de un componente y calcular la pendiente a diferentes composiciones. También describe cómo el método analítico usa ecuaciones diferenciales de la propiedad y fracciones molares para calcular las propiedades molares parciales.
Este documento presenta diferentes expresiones para calcular la concentración de contaminantes en el aire, incluidas las unidades de partes por millón (ppm), partes por billón (ppb) y partes por trillón (ppt). También explica cómo convertir entre unidades como microgramos por metro cúbico y ppm o ppb usando el peso molecular del contaminante y la temperatura. Además, proporciona ejemplos numéricos para calcular la concentración de contaminantes como dióxido de azufre y monóxido de carbono en diferentes unidades.
El documento describe el proceso de lixiviación o extracción sólido-líquido. Explica que la lixiviación es un proceso industrial usado para extraer solutos de un sólido mediante un disolvente líquido. También describe los equipos y variables involucradas en el proceso de lixiviación a gran escala y de laboratorio.
Este documento describe los conceptos básicos de los mecanismos de transferencia de fluidos, calor y masa. Explica los tipos de fluidos, flujos, concentraciones y calor. También describe los principales mecanismos de transferencia como la conducción de calor a nivel molecular, el desplazamiento de componentes en una mezcla debido a gradientes de concentración, y la transformación del movimiento de un elemento motriz.
Mecanismos de transmisión de calor (conduccion, conveccion, radiacion)Gilberto Mireles
Este documento describe los tres principales mecanismos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación. La conducción implica la transferencia de energía a través de la materia por contacto directo. La convección implica la transferencia de calor a través de fluidos en movimiento. La radiación implica la transferencia de energía a través de ondas electromagnéticas y puede ocurrir a través del vacío.
El documento presenta cálculos para determinar la concentración de diferentes tipos de sólidos en una muestra de agua, incluyendo sólidos totales, sólidos suspendidos totales, sólidos disueltos totales, entre otros. Los resultados muestran que la muestra contenía 9.285 mg/L de sólidos totales, 1.357 mg/L de sólidos suspendidos totales, y 4.285 mg/L de sólidos disueltos totales. Aunque algunos valores se encuentran por debajo de los límites de potabilidad, el documento con
Este informe presenta los resultados de un estudio sobre la solubilidad del sulfato de cobre (CuSO4) en diferentes sistemas como agua, soluciones amoniacales, de ácido sulfúrico y sulfato de níquel. Los resultados muestran que la solubilidad de CuSO4 aumenta con la temperatura en agua y disminuye con el aumento de la concentración de ácido sulfúrico y sulfato de níquel. La solubilidad en soluciones amoniacales primero disminuye y luego aumenta a medida que aumenta el pH. Las
Practica de ley cero de la termodinamica (autoguardado)ivan_antrax
Este documento describe un experimento realizado por un grupo de estudiantes de ingeniería industrial para comprender la Ley Cero de la Termodinámica. El experimento involucró medir las temperaturas de muestras de agua caliente, fría y mezcladas usando un termómetro a intervalos regulares. Los resultados mostraron que la temperatura del agua mezclada se estabilizó entre la del agua caliente y fría original, y que las temperaturas de las muestras separadas convergieron después de ser colocadas juntas, apoyando la
Este documento describe las reacciones de los cationes del grupo II (Hg++, Bi+++, Cu++, Cd++) frente a diferentes reactivos como HCl, H2S, NaOH-KOH, NH3 y K4Fe(CN)6. Forman precipitados de color característico con cada reactivo, como HgS negro con H2S, Bi2S3 negro con H2S y Bi(OH)3 blanco con NaOH. Las técnicas detallan los pasos para realizar cada prueba.
Practica 1; relación entre las capacidades caloríficas de un gasRafael Coletor Medina
Este documento describe un experimento para determinar la relación entre las capacidades caloríficas Cp/Cv para el aire usando el método de Clement y Desormes. Se registraron datos experimentales de presión durante procesos adiabáticos y isotermos. Los cálculos muestran que Cp/Cv para el aire es aproximadamente 1.16, con un error del 14.28% en comparación con el valor teórico de 1.4. El documento también incluye preguntas sobre los conceptos termodinámicos involucrados.
Este documento describe un experimento de laboratorio para determinar la velocidad de sedimentación de la arena en agua. Los estudiantes midieron la altura de la suspensión de arena en agua en intervalos de tiempo y graficaron los datos para calcular las pendientes, que representan las velocidades de sedimentación. Encontraron que la velocidad promedio de sedimentación de la arena fue de aproximadamente 7.22x10-6 m/s. El objetivo del experimento fue cuantificar cómo la gravedad causa que las partículas de arena más densas se separen del agua a trav
La viscosidad es la resistencia interna de un fluido al flujo y al movimiento, y depende de factores como la temperatura y la presión. Los fluidos newtonianos tienen una viscosidad constante, mientras que los fluidos no newtonianos tienen una viscosidad que varía con la fuerza de cizallamiento aplicada. Existen diferentes tipos de fluidos no newtonianos como los plásticos, pseudoplásticos, dilatantes y viscoelásticos.
(1) refracción molar y especifica de sustancias puras y disolucionesPablo Cuervo
Este documento analiza las propiedades físicas de sustancias puras y disoluciones mediante el índice de refracción, la densidad y los grados Brix. Se midieron estas propiedades para sustancias como el xilol, tolueno y disoluciones de agua y azúcar. Los resultados muestran que el índice de refracción y la densidad están relacionados y varían según la concentración de la disolución, lo que permite determinar la composición de sustancias desconocidas.
Este informe de laboratorio describe un experimento para determinar la acidez y alcalinidad de varias sustancias utilizando papel de tornasol. Se colocaron sustancias como agua, limón, vinagre y una solución alcalina en vasos de precipitación y se midió su pH con papel de tornasol. El experimento encontró que el jugo de limón, el vinagre y la solución acuosa de sal eran ácidos, mientras que la solución alcalina era básica. El informe concluye que se logró identificar
Este documento resume conceptos fundamentales de mecanismos de transferencia como fluidos incompresibles y compresibles, flujo laminar y turbulento, estacionario y no estacionario, reología, concentración, calor y mecanismos de transferencia de calor, masa y momentum. Explica brevemente cada uno de estos temas a través de varias oraciones.
Este documento describe el flujo de fluidos a través de lechos porosos formados por partículas sólidas. Explica la ley de Darcy, que establece que la velocidad de flujo es directamente proporcional a la caída de presión e inversamente proporcional a la altura del lecho. También presenta la ecuación de Kozeny-Carman, que relaciona las características del lecho como la porosidad y la superficie específica con la pérdida de carga. Finalmente, define parámetros como
Este documento describe la cinética química y contiene información sobre la velocidad de reacción, la ecuación de velocidad, el orden de reacción, la constante de velocidad y la energía de activación. Explica cómo medir la velocidad de reacción y establecer la ecuación cinética de una reacción química mediante el seguimiento de las concentraciones de los reactivos y productos en función del tiempo. También proporciona ejemplos de reacciones de diferentes órdenes y cómo se relacionan sus
Este documento describe la cinética química y contiene información sobre la velocidad de reacción, la ecuación de velocidad, el orden de reacción, la constante de velocidad y la energía de activación. Explica cómo medir la velocidad de reacción y establecer la ecuación cinética de una reacción química mediante el seguimiento de cambios en la concentración de los reactivos y productos a lo largo del tiempo. También proporciona ejemplos de reacciones de diferentes órdenes y cómo
Este documento describe la cinética química y contiene información sobre la velocidad de reacción, la ecuación de velocidad, el orden de reacción, la constante de velocidad y la energía de activación. Explica cómo medir la velocidad de reacción y establecer la ecuación cinética de una reacción química mediante el seguimiento de cambios en la concentración de los reactivos y productos a lo largo del tiempo. También proporciona ejemplos de reacciones de diferentes órdenes y cómo
Este documento presenta información sobre la estequiometría química. Explica conceptos como reacciones químicas, ecuaciones químicas, ajustes de ecuaciones, reactivo limitante y rendimiento de reacciones. También incluye ejemplos de cálculos estequiométricos y ajustes de ecuaciones químicas. Finalmente, recomienda libros y secciones de libros de texto para ampliar la información sobre este tema.
Este documento presenta información sobre la estequiometría química. Explica conceptos como reacciones químicas, ecuaciones químicas, ajustes de ecuaciones, reactivo limitante y rendimiento de reacciones. También incluye ejemplos de cálculos estequiométricos y ajustes de ecuaciones químicas. Finalmente, recomienda libros de referencia para ampliar la información sobre este tema.
Este documento presenta información sobre la estequiometría química. Explica conceptos como reacciones químicas, ecuaciones químicas, ajustes de ecuaciones, reactivo limitante y rendimiento de reacciones. También incluye ejemplos de cálculos estequiométricos y ajustes de ecuaciones químicas. Finalmente, recomienda libros y secciones de libros de texto para ampliar la información sobre este tema.
Este documento presenta información sobre la estequiometría química. Explica conceptos como reacciones químicas, ecuaciones químicas, ajustes de ecuaciones, reactivo limitante y rendimiento de reacciones. También incluye ejemplos de cálculos estequiométricos y ajustes de ecuaciones químicas. Finalmente, recomienda libros de referencia para ampliar la información sobre este tema.
Este documento describe la cinética química, que estudia la velocidad de las reacciones químicas. Explica que la velocidad depende de factores como la temperatura, la naturaleza de los reactantes, el área superficial, la concentración y la presencia de catalizadores. También introduce conceptos como la ley de velocidad, el orden de reacción y las velocidades promedio e instantánea.
Este documento trata sobre la cinética química. Explica conceptos como la velocidad de reacción, su dependencia de la concentración y temperatura, y la determinación experimental de la ecuación de velocidad. También cubre temas como los mecanismos de reacción, la influencia de la temperatura en la velocidad a través de la ecuación de Arrhenius, y los diferentes tipos de catálisis como la homogénea y heterogénea.
Este documento resume los conceptos fundamentales de la cinética química, incluyendo cómo se determina la velocidad de reacción, los factores que afectan la velocidad como la concentración de reactantes y la temperatura, y las ecuaciones que relacionan la velocidad con la constante de velocidad y el orden de la reacción. También explica conceptos como la energía de activación, los mecanismos de reacción y el paso limitante de la velocidad.
Este documento trata sobre la velocidad de reacción química. Explica la diferencia entre cinética y termodinámica, y que la cinética se ocupa de la velocidad de las reacciones y las variables que la afectan. También define la velocidad de reacción y la ecuación cinética, y explica conceptos como el orden de reacción, reacciones elementales vs. complejas, mecanismos e intermedios de reacción. Por último, cubre temas como la medición experimental de velocidades de reacción y la
El documento trata sobre la cinética química. Explica que la velocidad de reacción depende de la concentración de reactivos, la temperatura, los catalizadores y el área superficial. También describe las ecuaciones de velocidad, las reacciones de primer y segundo orden, y cómo la temperatura y los catalizadores afectan la energía de activación y la velocidad de la reacción.
Este documento trata sobre la cinética química y contiene información sobre la velocidad de reacción, factores que afectan la velocidad, ecuación y constante de velocidad, órdenes de reacción, determinación experimental de la ecuación de velocidad, molecularidad, mecanismos de reacción y más.
El documento describe conceptos clave de la cinética química como la expresión de la velocidad de reacción, los factores que afectan la velocidad, la ecuación y constante de velocidad, el orden de reacción, los mecanismos de reacción y molecularidad, la teoría de colisiones y la energía de activación, y el uso de catalizadores. Explica cómo determinar experimentalmente la ecuación de velocidad y el orden de reacción a través de experimentos que varían las concentraciones de los reactivos.
Este documento trata sobre la cinética química y la termodinámica. Explica la diferencia entre la termodinámica, que determina si una reacción puede ocurrir, y la cinética, que determina la velocidad a la que ocurre una reacción. También define la velocidad de reacción y presenta ejemplos de cómo medirla experimentalmente y expresarla matemáticamente. Finalmente, discute conceptos como las leyes de velocidad, el orden de las reacciones y la constante de velocidad.
Este documento presenta información sobre la cinética química y la medición de la velocidad de reacción. Explica que la velocidad de reacción depende de la concentración de los reactantes y del tiempo. También introduce conceptos como el orden de reacción y los mecanismos de reacción elemental y complejo. Incluye ejemplos y ejercicios para practicar estos conceptos.
El documento describe conceptos clave de la cinética química como velocidad de reacción, leyes de velocidad, energía de activación y factores que afectan la velocidad. Explica cómo medir experimentalmente la velocidad y cómo depende de la concentración de reactivos, temperatura y uso de catalizadores.
El documento describe conceptos clave de la cinética química como velocidad de reacción, leyes de velocidad, energía de activación y factores que afectan la velocidad. Explica cómo medir experimentalmente la velocidad y cómo depende de la concentración de reactivos, temperatura y uso de catalizadores.
El documento explica conceptos clave de la cinética química como la velocidad de reacción, el orden de reacción y la determinación experimental de la ecuación de velocidad. La velocidad de reacción depende de cómo cambian las concentraciones de los reactivos y productos con el tiempo. El orden de reacción indica cómo afecta la concentración de cada reactivo a la velocidad. La ecuación de velocidad se determina variando sistemáticamente las concentraciones.
Los enigmáticos priones en la naturales, características y ejemplosalexandrajunchaya3
Durante este trabajo de la doctora Mar junto con la coordinadora Hidalgo, se presenta un didáctico documento en donde repasaremos la definición de este misterio de la biología y medicina. Proteinas que al tener una estructura incorrecta, pueden esparcir esta estructura no adecuada, generando huecos en el cerebro, de esta manera creando el tejido espongiforme.
¿Qué es?
El VIH es un virus que ataca el sistema inmunitario del cuerpo humano, debilitándolo y dejándolo vulnerable a otras infecciones y enfermedades.
Se transmite a través de fluidos corporales como sangre, semen, secreciones vaginales y leche materna.
A medida que avanza, el VIH puede desarrollarse en SIDA, una etapa avanzada de la infección donde el sistema inmunitario está severamente comprometido.
Estadísticas
Más de 38 millones de personas viven con VIH en todo el mundo, según datos de la ONU.
Las tasas de infección varían según la región y el grupo demográfico, con una prevalencia más alta en África subsahariana.
Modos de Transmisión
El VIH se transmite principalmente a través de relaciones sexuales sin protección, compartir agujas contaminadas y de madre a hijo durante el parto o la lactancia.
No se transmite por contacto casual como estrechar la mano o compartir utensilios.
Prevención y Tratamiento
La prevención incluye el uso de preservativos durante las relaciones sexuales, evitar compartir agujas y acceder a la profilaxis preexposición (PrEP) para aquellos con mayor riesgo.
El tratamiento del VIH implica el uso de terapia antirretroviral (TAR), que ayuda a controlar la replicación viral y permite que las personas con VIH vivan vidas más largas y saludables
La era precámbrica comenzó hace 4 millones de años y se cuenta hasta hace 570 millones de años. Durante este período se creó el complejo basal propio de la Guayana venezolana, al sur del país; también en Los Andes; en la cordillera norte de Perijá, estado de Zulia; y en el Baúl, estado de Cojedes.
Esta presentación nos informa sobre los pólipos nasales, estos son crecimientos benignos en el revestimiento de los senos paranasales o fosas nasales, causados por inflamación crónica debido a alergias, infecciones o asma.
2. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 2
Contenidos
• Velocidad de reacción
– Concepto y medida
• Ecuación de velocidad (o ecuación cinética) de una reacción
– Orden de reacción; constante de velocidad; determinación
experimental
– Relaciones concentración-tiempo: ecuaciones de velocidad
integradas
• Cinéticas de orden cero, de primer orden y de segundo orden
– Vida media
• Energía de activación
– Variación de la constante de velocidad con la temperatura
• Mecanismos de reacción
– Procesos elementales
– Molecularidad
• Catálisis
3. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 3
Bibliografía recomendada
• Petrucci: Química General, 8ª edición. R. H. Petrucci, W. S. Harwood,
F. G. Herring, (Prentice Hall, Madrid, 2003).
– Secciones 15.0, 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5, 15.8, 15.9, 15.10, 15.11
4. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química
Velocidad de
reacción
5. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 5
Velocidad de reacción: concepto
• Magnitud que indica la rapidez con que se produce una
reacción
• Depende del mecanismo de la reacción (serie de pasos
individuales que dan lugar a la reacción global)
– La medida de velocidades de reacción permite establecer
mecanismos de reacción
– El conocimiento de los mecanismos permite intervenir para
cambiar la velocidad de reacción según convenga
P.ej.: ¿Cómo disminuir la velocidad de descomposición del ozono
en la alta atmósfera?
[Lectura: Petrucci 15.0]
6. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 6
Velocidad de reacción: concepto
2 2 2 2
1
2
H O H O O
tiempo (s) [H2O2] (M) [H2O] (M) [O2] (M)
0
400
2,32
1,72
0
0,60
0
0,30
velocidad de desaparición de H2O2:
1,72 2,32 M
400 s
0,0015 M/s
(cada segundo que pasa, su concentración disminuye 0,0015 mol/l)
2 2
Δ H O
t
velocidad de formación de H2O:
0,60 0 M
400 s
0,0015 M/s
(cada segundo que pasa, su concentración aumenta 0,0015 mol/l)
2
Δ H O
t
velocidad de formación de O2:
0,30 0 M
400 s
0,00075 M/s
(cada segundo que pasa, su concentración aumenta 0,00075 mol/l)
2
Δ O
t
En ese intervalo de tiempo:
¿Una velocidad de reacción cuyo valor no dependa del compuesto de referencia?
[Lectura: Petrucci 15.1]
7. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 7
Velocidad de reacción: concepto
2 2 2 2
1
2
H O H O O
tiempo (s) [H2O2] (M) [H2O] (M) [O2] (M)
0
400
2,32
1,72
0
0,60
0
0,30
velocidad de reacción:
0,0015 M/s
2 2
Δ H O
t
0,0015 M/s
2
Δ H O
Δ t
cada segundo que pasa:
2
Δ O
t
En ese intervalo de tiempo:
1,72 2,32 M
400 s
0,60 0 M
400 s
0,30 0 M
1
1/ 2 400 s
0,0015 M/s
la concentración de H2O2 disminuye 1 x 0,0015 mol/l
la concentración de H2O aumenta 1 x 0,0015 mol/l
la concentración de O2 aumenta 1/2 x 0,0015 mol/l
1
1/ 2
8. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 8
Velocidad de reacción: concepto
A B G H
a b g h
Δ A
1
a t
v
Δ
1 B
b t
Δ G
1
g t
Δ H
1
h t
En un intervalo de tiempo:
Instantánea: 0
t
A
1
t
d
a d
v
1 d B
b d t
G
1 d
g d t
H
1 d
h d t
[Lectura: Petrucci 15.1]
9. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 9
Velocidad de reacción: medida
2 2 2 2
1
2
H O H O O
tiempo (s) [H2O2] (M)
0
400
2,32
1,72
800 1,30
1200 0,98
1600 0,73
2000 0,54
2400 0,39
2800 0,28
Δt (s) Δ[H2O2] (M)
400
400
400
400
400
400
400
-0,60
-0,42
-0,32
-0,25
-0,19
-0,15
-0,11
v (M/s)
0,0015
0,0011
0,00080
0,00063
0,00048
0,00038
0,00028
2 2
v k H O
Ecuación cinética
[Lectura: Petrucci 15.2]
pendientes
10. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 10
concentración - tiempo
Elaboración:
velocidad - tiempo
velocidad - concentración
[H2O2] (M)
[H
2
O
2
]
(M)
-Δ[H
2
O
2
]/Δt
(M/s)
-Δ[H
2
O
2
]/Δt
(M/s)
t (s)
t (s)
Medida directa:
Descomposición del H2O2
2 2 2 2
1
2
H O H O O
en intervalos finitos
11. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 11
concentración - tiempo
Elaboración:
Medida directa:
velocidad - tiempo
velocidad - concentración
[H2O2] (M)
[H
2
O
2
]
(M)
-Δ[H
2
O
2
]/Δt
(M/s)
-Δ[H
2
O
2
]/Δt
(M/s)
t (s)
t (s)
Descomposición del H2O2
2 2 2 2
1
2
H O H O O
en intervalos finitos
12. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 12
concentración - tiempo
Elaboración:
Medida directa:
velocidad - tiempo
velocidad - concentración
[H2O2] (M)
[H
2
O
2
]
(M)
-Δ[H
2
O
2
]/Δt
(M/s)
-Δ[H
2
O
2
]/Δt
(M/s)
t (s)
t (s)
Descomposición del H2O2
2 2 2 2
1
2
H O H O O
en intervalos infinitesimales
13. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 13
velocidad - concentración
[H2O2] (M)
-Δ[H
2
O
2
]/Δt
(M/s)
Descomposición del H2O2
2 2 2 2
1
2
H O H O O
2 2
v k H O
Ecuación cinética
14. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química
Ecuación de
velocidad
15. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 15
Ecuación de velocidad
• Ecuación de velocidad o ecuación cinética
– ecuación empírica que relaciona la velocidad de reacción con las
concentraciones molares de los compuestos que participan en la reacción
A B G H
a b g h
v A
m n
k B
• Orden de reacción
– m, n, ... : orden de reacción con respecto a A, B, ...
• generalmente, son números enteros positivos pequeños: 0, 1, 2
– p.ej.: una reacción de orden cero con respecto a B; una reacción de segundo orden
con respecto a A y de primer orden con respecto a B; etc...
• ocasionalmente, pueden ser números fraccionarios y/o negativos
• NO están relacionados con los coeficientes estequiométricos de la reacción
global
– m y a NO tienen por qué coincidir; n y b tampoco; etc.
• coinciden en reacciones que transcurren en un solo paso (r. elementales)
– m+n+... : orden de reacción total, u orden global de reacción
[Lectura: Petrucci 15.3]
16. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 16
Ecuación de velocidad
• Ecuación de velocidad o ecuación cinética
– ecuación empírica que relaciona la velocidad de reacción con las
concentraciones molares de los compuestos que participan en la reacción
A B G H
a b g h
v A
m n
k B
• Constante de velocidad o constante cinética: k
– depende de la reacción, de los catalizadores (cuando se usan), y de la
temperatura
– su valor indica si la reacción es rápida o lenta
– tiene unidades, que dependen del orden de la reacción
• k [=] M 1-(m+n+...) / t [=] M 1-(orden total) / t
[Lectura: Petrucci 15.3]
17. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 17
Ecuación de velocidad
Ejemplos
– el orden con respecto a H2O2 es 1; el orden global es 1
– reacción de primer orden respecto a H2O2 y de primer orden global
2 2 2 2
1
2
H O H O O
2 2
v k H O
– el orden con respecto a NH3 es 0; el orden global es 0
– reacción de orden cero global y con respecto a NH3
3 2 2
2 3
NH N H
v k
– el orden con respecto a NO2 es 1 y con respecto a F2 es 1; el
orden global es 2
– reacción total de segundo orden y de primer orden con respecto a
NO2 y a F2
2 2 2
2 2
NO F NO F
2 2
v k NO F
18. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 18
Ecuación de velocidad
Ejemplo: A 600 K, la descomposición del NO2 es de segundo orden,
con una velocidad de 2,0×10-3 mol L-1 s-1 cuando la concentración de
NO2 es 0,080 M.
a) Escribe la ecuación de velocidad.
b) Calcula la constante de velocidad. ¿Cuáles son sus unidades?
c) ¿Cuál será la velocidad cuando la concentración de NO2 sea 0,020 M?
2 2 2
1
2
NO N O
2
2
v k NO
2
2
v
k
NO
3 1
2 2
2,0 10
0,080
M s
M
1 1 1 1
0,31 0,31
M s mol l s
2
2
v k NO
2
1 1
0,31 0,020
M s M
4 1
1,2 10 M s
19. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 19
Determinación de la ecuación de velocidad:
método de las velocidades iniciales
• Paso 1: Determinar los órdenes de reacción en el instante inicial,
eligiendo convenientemente las concentraciones de reactivos
– los órdenes de reacción son independientes del tiempo y de las
concentraciones
– de la ratio entre las velocidades iniciales de dos mezclas de reacción que
difieren en la concentración de un solo reactivo se extrae el orden de
reacción con respecto a ese reactivo
• preparar pares de mezclas variando el reactivo del que se cambia la
concentración
• Paso 2: Determinar la constante de velocidad a partir de los datos de
concentración y velocidad inicial de cualquiera de los experimentos
anteriores
– la constante de velocidad es independiente del tiempo y de las
concentraciones
[Lectura: Petrucci 15.3]
20. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 20
Determinación de la ecuación de velocidad:
método de las velocidades iniciales
2
2 2 4 2 2 2
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
2 2 2
ac ac ac g s
HgCl C O Cl CO Hg Cl
Ejemplo:
2
2 2 4
v
n
m
k HgCl C O
2 /
HgCl M 2
2 4 /
C O M
1
inicial
v / min
M
Expto.
1 0,105 0,15 5
1,78 10
2 0,105 0,30 5
7,12 10
3 0,0525 0,30 5
3,56 10
2
1
v
v
2
2 4
2 2 2
2
2 2 4
1 1
n
m
C O
HgCl
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
2
n
2
3
v
v
2
2 4
2 2 2
2
2 2 4
3 3
n
m
C O
HgCl
HgCl C O
2 2
2 3
n
HgCl
HgCl
7,12 0,105
3,56 0,0525
n
2,00 2,00m
1
m
n
m
1
2
2
2 2 4
1 1
v
k
HgCl C O
5 1
2
1,78 10 min
0,105 0,15
M
M M
3 2 1
7,5 10 min
k M
22. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 22
Ecuaciones concentración - tiempo
• A partir de la ecuación de velocidad es posible establecer cómo
cambian con el tiempo las concentraciones de los reactivos
– Las ecuaciones concentración-tiempo se llaman ecuaciones de velocidad
integradas
• porque resultan de la integración de la ecuación de velocidad, que es una
ecuación diferencial
• P.ej.:
v A
m
k
A
A
m
d
k
d t
A f t
23. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 23
Ecuaciones concentración – tiempo.
Reacciones de orden cero
• El gráfico concentración - tiempo es
una recta de pendiente negativa
– el valor absoluto de la pendiente es la
constante de velocidad
A productos
v k
A
;
d
k
d t
0
A A k t
A ;
d k dt
0
A
A 0
A ;
t t t
t
d k d t
Caso: descomposición de un solo reactivo
A
t
0
A tan k
[Lectura: Petrucci 15.4]
0
A A 0
t
k t
24. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 24
Ecuaciones concentración – tiempo.
Reacciones de primer orden
• El gráfico logaritmo natural de
concentración - tiempo es una recta de
pendiente negativa
– el valor absoluto de la pendiente es la
constante de velocidad
A productos
v A
k
A
A ;
d
k
d t
0
ln A ln A k t
1
A ;
A
d k dt
0
A
A 0
1
A ;
A
t t t
t
d k d t
0
ln A ln A 0 ;
t
k t
Caso: descomposición de un solo reactivo
ln A
t
0
ln A tan k
[Lectura: Petrucci 15.5]
0
A A k t
e
25. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 25
Ecuaciones concentración – tiempo.
Reacciones de segundo orden
• El gráfico inverso de concentración -
tiempo es una recta de pendiente
positiva
– la pendiente es la constante de
velocidad
A productos
2
v A
k
2
A
A ;
d
k
d t
0
1 1
A A
k t
2
1
A ;
A
d k dt
0
A
2
A 0
1
A ;
A
t t t
t
d k d t
0
1 1
0 ;
A A
t
k t
Caso: descomposición de un solo reactivo
1
A
t
tan k
[Lectura: Petrucci 15.6]
0
1
A
26. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 26
Concentración – tiempo
A
0
A
t
27. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 27
Vida media
• Vida media (de un reactivo): El tiempo que debe transcurrir para
que la concentración de un reactivo se reduzca a la mitad
[Lectura: Petrucci 15.5, 15.6]
1/2 0
A A 2
t
1/2 ;
t
Reacciones de orden cero:
0
1/2
0
A
A ;
2
k t
0
1/2
A
2
t
k
Reacciones de primer orden:
0
1/2
0
A
ln ln A ;
2
k t
1/2
ln 2
t
k
1/2 ln 2 ;
k t
Reacciones de segundo orden:
1/2
0 0
2 1
;
A A
k t
1/2
0
1
A
t
k
1/2
0
1
;
A
k t
0,693
k
0
1/2
A
;
2
k t
28. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 28
Concentración - tiempo
Ejemplo: La descomposición del compuesto A sigue una cinética de orden
cero con k=1,0x10-5 M/s. Si se parte de una concentración inicial de A
1,000M, calcula: a) la concentración molar de A al cabo de 12 h de
descomposición, b) el tiempo necesario para que la concentración sea 0,200M,
c) la vida media
5 1
A 1,000 1,0 10 12 3600
M M s s
1,000 0,43 0,57
M M
0
A A
t
k
5 1
1,000 0,200
1,0 10
M
M s
4
8,0 10 22
s h
0
1/2
A
t
2k
5 1
1,000
2 1,0 10
M
M s
4
5,0 10 14
s h
0
A A k t
29. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 29
Concentración - tiempo
Ejemplo: La descomposición del compuesto A sigue una cinética de primer
orden con k=1,0x10-5 s-1. Si se parte de una concentración inicial de A
1,000M, calcula: a) la concentración molar de A al cabo de 12 h de
descomposición, b) el tiempo necesario para que la concentración sea 0,200M,
c) la vida media
5 1
ln A ln1,000 1,0 10 12 3600
s s
0,432 ;
0
ln A ln A
t
k
5 1
ln1,000 ln 0,200
1,0 10 s
5
1,6 10 45
s h
1/2
ln 2
t
k
5 1
ln 2
1,0 10 s
4
6,9 10 19
s h
0
ln A ln A k t
0,432
A 0,65
e M M
30. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 30
Concentración - tiempo
Ejemplo: La descomposición del compuesto A sigue una cinética de segundo
orden con k=1,0x10-5 M-1s-1. Si se parte de una concentración inicial de A
1,000M, calcula: a) la concentración molar de A al cabo de 12 h de
descomposición, b) el tiempo necesario para que la concentración sea 0,200M,
c) la vida media
5 1 1
1 1
1,0 10 12 3600
A 1,000
M s s
M
1
1,43 ;
M
0
1/ A 1/ A
t
k
1
5 1 1
1/ 0,200 1/1,000
1,0 10
M
M s
5
4,0 10 110
s h
1/2
0
1
t
A
k
5 1 1
1
1,0 10 1,000
M s M
5
1,0 10 28
s h
A 0,70M
0
1 1
A A
k t
31. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química
Energía de
activación
32. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 32
Modelos teóricos de la cinética química
• Teoría de colisiones
– Las moléculas chocan
• en gases, la frecuencia de colisiones es del orden de 1030 colisiones/seg
• si todas las colisiones produjesen reacción, las velocidades de reacción serían
altísimas, del orden de 106 M/s; en la realidad son mucho menores
– Energía de activación: Sólo los choques entre moléculas que
traen una energía cinética mayor que una dada producen reacción
química
– Sólo los choques entre moléculas bien orientadas son efectivos
• Teoría del estado de transición
– En los choques efectivos se forma una especie hipotética, el
complejo activado, que está en un estado transitorio llamado
estado de transición, que se descompone, dando lugar o bien a
los reactivos o bien a los productos
– La diferencia de energía entre el estado de transición y los
reactivos es la energía de activación
[Lectura: Petrucci 15.8]
33. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 33
Colisiones reactivas y no reactivas
Colisión no reactiva: insuficiente energía cinética
Colisión reactiva: suficiente energía cinética y orientación adecuada
Colisión no reactiva: suficiente energía cinética pero orientación
inadecuada
34. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 34
Energía de activación
2
N O NO
2 2
N NO
reactivos
productos
coordenada de reacción
Energía
(kJ)
estado de transición
ΔE≈ΔH
2
N O NO
+209 kJ
+348 kJ
-139 kJ
Ea (directa)
Ea (inversa)
(directa) (inversa)
r a a
H E E
35. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 35
Dependencia de la constante de velocidad con la
temperatura
• Observación: La velocidad de una reacción aumenta con T
• Ley de Arrhenius (1889): con bastante aproximación, la constante
de velocidad de la mayoría de las reacciones aumenta con T según:
a
E RT
k A e
2
2
ln ln ;
a
E
k A
RT
1
1
ln ln a
E
k A
RT
2 1
2 1
1 1
ln ln a
E
k k
R T T
2
1 2 1
1 1
ln a
E
k
k R T T
ln ln a
E
k A
RT
1 T
lnk
2
1
ln
k
k
2 1
1 1
T T
a
E
R
pendiente:
[Lectura: Petrucci 15.9]
36. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 36
Dependencia de la constante de velocidad con la
temperatura
Ejemplo: Calcula la energía de activación de una reacción cuya constante de
velocidad vale k=3,46x10-5 s-1 a 298 K y k=9,63x10-5 s-1 a 305 K.
5 1
5 1
9,63 10 1 1
ln
3,46 10 305 298
a
E
s
s R K K
5 1
1,023615 7,7016 10
a
E
K
R
1 1
5
1,023615
8,3145 111 /
7,7016 10
a
E K JK mol kJ mol
Ejemplo: Calcula la constante de velocidad de una reacción a 305 K, si su valor
a 298K es k=3,46x10-5 s-1 y su energía de activación es de 111 kJ/mol.
3 1
2
5 1 1 1
111 10 1 1
ln
3,46 10 8,3145 305 298
k J mol
s JK mol K K
1,028241
1,028241
2
5 1
3,46 10
k
e
s
5 1
2 9,67 10
k s
37. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química
Mecanismos de
reacción
38. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 38
Mecanismos de reacción
• Mecanismo de reacción: serie de procesos elementales que da
lugar a una reacción global
– debe ser consistente con la estequiometría de la reacción global o neta
– debe ser consistente con la ecuación de velocidad experimental
• Procesos elementales: transformaciones químicas por las que, en
una sola etapa, se reagrupan los átomos de una o varias moléculas
– (Molecularidad: número de moléculas involucradas en la formación del
estado de transición en un proceso elemental)
– 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
[Lectura: Petrucci 15.10]
39. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 39
Mecanismos de reacción
Coordenada de reacción
Reactivos Productos
Intermedios
Paso
rápido
Paso
lento
perfil de reacción
40. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 40
Mecanismos de reacción
Caso: Mecanismo con un paso lento seguido de otro rápido
2 2
2 2
H ICl I HCl
2
v k H ICl
experimentalmente:
2
H ICl HI HCl
2
HI ICl I HCl
2 2
2 2
H ICl I HCl
Paso 1, lento:
Paso 2, rápido:
estequiometría OK
1 1 2
v k H ICl
2 2
v k HI ICl
1 2
v k H ICl
Paso determinante
ec. de velocidad experimental OK
Para que se dé el paso 2 hace falta que se produzca HI en el paso 1. Siendo el
PE2 más rápido, en cuanto se produce HI en el PE1 se consume
inmediatamente en el 2. Por tanto el PE1, es decir el paso lento, determina la
velocidad de la reacción global. Eso explica que ésta sea de primer orden
respecto a H2 y a ICl y de segundo orden global.
[Lectura: Petrucci 15.10]
41. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 41
Mecanismos de reacción
Caso: Mecanismo con un paso lento seguido de otro rápido
2 2
2 2
H ICl I HCl
2
v k H ICl
experimentalmente:
Ea
coordenada de reacción
Energía
(kJ)
2 2
H ICl
reactivos
2 2
I HCl
productos
2
PE1: H ICl HI HCl
estado de
transición
del PE1
estado de
transición
del PE2
HI HCl ICl
intermedio
2
PE2: HI ICl I HCl
42. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 42
Mecanismos de reacción
Caso: Mecanismo con un paso rápido y reversible seguido de otro lento
2 2
2 2
NO O NO
2
2
v k NO O
experimentalmente:
2 2
2 NO N O
2 2 2 2
2
N O O NO
Paso 1, rápido:
Paso 2, lento:
estequiometría OK
2
1 1 2 2
k NO k N O
2 2 2 2 2
v k N O O
2 2 2 2 2
v v k N O O
Paso determinante
Si el paso 2 es el determinante, v=v2. N2O2 es un intermedio de reacción y no
puede aparecer en la ecuación de velocidad global. Si el PE2 es lento, permite
que el PE1 directo y el PE1 inverso alcancen el equilibrio, lo que permite
calcular [N2O2] en función de un reactivo.
2 2
2 2
NO O NO
1
2
1
k
k k
k
ec. de velocidad experimental OK
[Lectura: Petrucci 15.10]
2 2
1
2 2 2
1
k
k NO O k NO O
k
43. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 43
Mecanismos de reacción
Caso: Mecanismo con un paso rápido y reversible seguido de otro lento
2 2
2 2
NO O NO
2
2
v k NO O
experimentalmente:
coordenada de reacción
Energía
(kJ)
reactivos
productos
estado de
transición
del PE1
estado de
transición
del PE2
intermedio
2
2 NO
2
2 NO O
2 2
2 NO N O
2 2 2
N O O
2 2 2 2
2
N O O NO
Ea
45. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 45
coordenada de reacción
Energía
(kJ)
Catálisis
• Catalizador: sustancia ajena a reactivos y productos, que participa
en la reacción sin alterarse permanentemente, aumentando su
velocidad
– altera el mecanismo de reacción
– disminuye la energía de activación
• da lugar a un estado de transición distinto, más lábil y menos energético
– no altera la entalpía de reacción ni la entropía de reacción
• no altera la espontaneidad de la reacción
[Lectura: Petrucci 15.11]
46. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 46
Catálisis
• Catalisis homogénea: el catalizador está presente en la misma
fase que reactivos y productos, normalmente líquida
– Ejemplo: descomposición del H2O2 catalizada con I-
[Lectura: Petrucci 15.11]
2 2 2
H O I OI H O
2 2 2 2
H O OI H O I O
2 2 2 2
2 2
H O H O O
Paso 1, lento:
Paso 2, rápido:
1 1 2 2
v k H O I
1
k I k
Paso determinante
Al ser el PE2 más rápido, en cuanto desaparece I- en el PE1, aparece
inmediatamente por el PE2, por lo que la concentración de I- es constante, con
lo que
1 2 2
v v k H O
En este caso, la reacción catalizada con I- es de primer orden, como la no
catalizada, pero la constante de velocidad es mucho mayor. Además, la de la
catalizada aumenta con la concentración de catalizador, en este caso.
47. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 47
Catálisis
• Catalisis heterogéna: el catalizador está en una fase diferente;
normalmente el catalizador es un soporte sólido sobre el que ocurre
la reacción
– Ejemplo: oxidación de CO a CO2 y reducción de NO a N2 sobre Rh
2 2
2 2 2
Rh
CO NO CO N
48. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 49
Catálisis
• Catalisis enzimática: reacciones catalizadas por enzimas,
proteínas de masa molar grande
– catálisis muy específica (modelo llave y cerradura)
– es una catálisis homogénea, pero tiene mucho parecido con la
catálisis en superficie
– ejemplo: descomposición de lactosa en glucosa y galactosa
catalizada por lactasa
enzima
S P
0
v
M
k E S
K S
Exp.:
S
v orden cero
primer
orden
[Lectura: Petrucci 15.11]
49. Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química 50
Catálisis
• Catalisis enzimática: reacciones catalizadas por enzimas,
proteínas de masa molar grande
– mecanismo de Michaelis y Menten
E S ES
ES E P
Paso 1 R:
Paso 2 L:
1 1 2
k E S k k ES
2 2
v v k ES
S P
Global:
1 1 2
0
k E ES S k k ES
1 0
1 2 1
k E S
ES
k k k S
1 1 1 2
0
k E S k ES S k k ES
2 1 0
1 2 1
v
k k E S
k k k S
2 0
v
M
k E S
K S
1 2
1
M
k k
K
k
[ES] constante:
PE2 determinante:
[E]0=[E]+[ES]:
[Lectura: Petrucci 15.11]