CINETICA QUIMICA
FACTORES QUE AFECTAN A LA VELOCIDAD DE UNA
REACCION QUÍMICA
-NATURALEZA DE REACTIVOS
-CONCENTRACIÓN DE REACTIVOS
-TEMPERATURA
-PRESENCIA DE CATALIZADORES
TEORIAS ASOCIADAS A LA VELOCIDAD DE UNA
REACCION
-TEORÍA DEL ESTADO DE TRANSICIÓN
-TEORIA DE LAS COLISIONES
NATURALEZA DE LOS REACTIVOS
ENLACES IÓNICOS – REACCIONES RÁPIDAS
ENLACES COVALENTES – REACCIONES LENTAS
ESTADO GASEOSO Y LIQUIDO – REACCIONES RÁPIDAS
ESTADO SÓLIDO – REACCIONES LENTAS
LOS SÓLIDOS FINAMENTE SUBDIVIDIDOS PUEDEN DAR
LUGAR A REACCIONES RAPIDAS
P blanco (muy reactivo con O2)
y rojo (estable en O2)
CaCO3 en polvo y en trozo
Frente a HCl
SE MIDE PÉRDIDA DE COLOR DEL
BROMO CON EL TIEMPO
CONCENTRACION DE REACTIVOS
X E Y DE DETERMINAN
EXPERIMENTALMENTE
SE LLAMAN ORDENES DE REACCIÓN
X+Y= ORDEN TOTAL DE LA REACCIÓN
Determinación del orden
de una reacción
Represente [A]
frente al tiempo.
Represente ln[A]
frente al tiempo.
Represente 1/[A]
frente al tiempo.
Dependencia de las velocidades de
reacción con la temperatura
• Svante Arrhenius demostró que las
constantes de velocidad de muchas
reacciones varían con la temperatura según
la expresión:
k = Ae-Ea/RT
ln k = + ln A
R
-Ea
T
1
EFECTO DE LA TEMPERATURA
Catálisis
• Un catalizador proporciona una secuencia alternativa de la
reacción con una menor energía de activación.
• Catálisis homogénea:
– Todas las especies de la reacción están en disolución.
• Catálisis heterogénea:
– El catalizador está en el estado sólido.
– Los reactivos de una fase gaseosa o líquida son absorbidos.
– Las posiciones activas sobre la superficie catalítica son
importantes.
Catálisis
Catálisis sobre una superficie
Catálisis enzimática
E + S ⇔ ES
k1
k-1
ES → E + P
k2
Modelos teóricos de la cinética química
• La teoría cinético-molecular permite calcular la
frecuencia de colisión.
– En una reacción típica entre gases, la frecuencia de
colisión es del orden de 1030
colisiones por segundo.
– Si en cada colisión se obtuviesen moléculas de producto,
la velocidad de reacción sería aproximadamente 106
M s-1
.
– Las reacciones reales tiene una velocidad del orden de 104
M s-1
.
• Ésta sigue siendo una velocidad muy rápida.
– Sólamente una fracción de las colisiones dan lugar a
reacción química.
Teoría de colisiones
Energía de activación
• Para que una colisión entre moléculas vaya
seguida de una reacción, debe haber una
redistribución de energía, de manera que haya
energía suficiente en ciertos enlaces clave que
deben romperse.
• La energía de activación es:
– La energía mínima, superior a la energía cinética
media, que deben tener las moléculas cuando chocan
para que tenga lugar una reacción química.
Energía de activación
reacción exotérmica reacción endotérmica
Teoría de colisiones
• Si la barrera de activación es elevada, sólo
algunas moléculas tendrán suficiente energía
cinética y la reacción es más lenta.
• A medida que la temperatura aumenta, la
velocidad de reacción también aumenta.
• La orientación de las moléculas puede ser
importante.
Teoría de colisiones
(a) Colisión favorable
(b) Colisiones no favorables
Teoría del estado de transición
• El complejo activado es una especie
hipotética que se encuentra entre los
reactivos y los productos en un punto
sobre el perfil de una reacción
denominado estado de transición.
Cinética quimica

Cinética quimica

  • 1.
  • 2.
    FACTORES QUE AFECTANA LA VELOCIDAD DE UNA REACCION QUÍMICA -NATURALEZA DE REACTIVOS -CONCENTRACIÓN DE REACTIVOS -TEMPERATURA -PRESENCIA DE CATALIZADORES TEORIAS ASOCIADAS A LA VELOCIDAD DE UNA REACCION -TEORÍA DEL ESTADO DE TRANSICIÓN -TEORIA DE LAS COLISIONES
  • 8.
    NATURALEZA DE LOSREACTIVOS ENLACES IÓNICOS – REACCIONES RÁPIDAS ENLACES COVALENTES – REACCIONES LENTAS ESTADO GASEOSO Y LIQUIDO – REACCIONES RÁPIDAS ESTADO SÓLIDO – REACCIONES LENTAS LOS SÓLIDOS FINAMENTE SUBDIVIDIDOS PUEDEN DAR LUGAR A REACCIONES RAPIDAS
  • 9.
    P blanco (muyreactivo con O2) y rojo (estable en O2) CaCO3 en polvo y en trozo Frente a HCl
  • 11.
    SE MIDE PÉRDIDADE COLOR DEL BROMO CON EL TIEMPO CONCENTRACION DE REACTIVOS
  • 13.
    X E YDE DETERMINAN EXPERIMENTALMENTE SE LLAMAN ORDENES DE REACCIÓN X+Y= ORDEN TOTAL DE LA REACCIÓN
  • 16.
    Determinación del orden deuna reacción Represente [A] frente al tiempo. Represente ln[A] frente al tiempo. Represente 1/[A] frente al tiempo.
  • 24.
    Dependencia de lasvelocidades de reacción con la temperatura • Svante Arrhenius demostró que las constantes de velocidad de muchas reacciones varían con la temperatura según la expresión: k = Ae-Ea/RT ln k = + ln A R -Ea T 1
  • 25.
    EFECTO DE LATEMPERATURA
  • 28.
    Catálisis • Un catalizadorproporciona una secuencia alternativa de la reacción con una menor energía de activación. • Catálisis homogénea: – Todas las especies de la reacción están en disolución. • Catálisis heterogénea: – El catalizador está en el estado sólido. – Los reactivos de una fase gaseosa o líquida son absorbidos. – Las posiciones activas sobre la superficie catalítica son importantes.
  • 29.
  • 30.
  • 32.
    Catálisis enzimática E +S ⇔ ES k1 k-1 ES → E + P k2
  • 34.
    Modelos teóricos dela cinética química • La teoría cinético-molecular permite calcular la frecuencia de colisión. – En una reacción típica entre gases, la frecuencia de colisión es del orden de 1030 colisiones por segundo. – Si en cada colisión se obtuviesen moléculas de producto, la velocidad de reacción sería aproximadamente 106 M s-1 . – Las reacciones reales tiene una velocidad del orden de 104 M s-1 . • Ésta sigue siendo una velocidad muy rápida. – Sólamente una fracción de las colisiones dan lugar a reacción química. Teoría de colisiones
  • 35.
    Energía de activación •Para que una colisión entre moléculas vaya seguida de una reacción, debe haber una redistribución de energía, de manera que haya energía suficiente en ciertos enlaces clave que deben romperse. • La energía de activación es: – La energía mínima, superior a la energía cinética media, que deben tener las moléculas cuando chocan para que tenga lugar una reacción química.
  • 36.
  • 37.
  • 38.
    Teoría de colisiones •Si la barrera de activación es elevada, sólo algunas moléculas tendrán suficiente energía cinética y la reacción es más lenta. • A medida que la temperatura aumenta, la velocidad de reacción también aumenta. • La orientación de las moléculas puede ser importante.
  • 39.
    Teoría de colisiones (a)Colisión favorable (b) Colisiones no favorables
  • 41.
    Teoría del estadode transición • El complejo activado es una especie hipotética que se encuentra entre los reactivos y los productos en un punto sobre el perfil de una reacción denominado estado de transición.