No tan rpido por favor... Un tema de cintica.

Dr. Roberto Prado Fiedler

Temas a tratar

Variables que inciden en la velocidad de las reacciones qumicas

Velocidad de una reaccin y su expresin: la ley de velocidad

La constante de velocidad

Factores que influyen sobre las velocidades de reaccin

Estado fsico de los reactivosConcentracin de los reactivos (frecuencia de colisiones)Temperatura de reaccinPresencia de catalizadores

Velocidad de una reaccin

Toda reaccin puede representarse como:reactivos productos

Velocidad es el cambio en la concentracin de un reactivo o de un producto por unidad de tiempo.Se puede visualizar midiendo la disminucin de la concentracin de reactivos o el aumento de la concentracin de productos en un intervalo de tiempo.

Expresin de la velocidad de reaccinA B

En un cierto perodo de tiempo t= t2-t1 podemos expresar la velocidad de desaparicin de A como:

velocidad de cambio de A = [A] en t2 - [A] en t1t

2- t

1

velocidad media respecto de A = [A] t

velocidad media respecto de B = [B] t

Medicin de la velocidad de una reaccin

Consideremos la reaccin: C4H9Cl(aq)+H2O(l) C4H9OH(aq)+HCl(aq)Cmo medir las velocidades de la reaccin? La velocidad media de la

reaccin (-[A]/t) depende de los intervalos de tiempo usados.

La velocidad instantnea (-d[A]/dt) siempre disminuye con el tiempo

Cambio de la velocidad con el tiempo

0,56 10-4-0.01680,02003008000,80 10-4-0.00800,03681005001,01 10-4-0.01010,04481004001,22 10-4-0.01220,05491003001,4 10-4-0.00700,0671502001,6 10-4-0.00790,0741501501,7 10-4-0.00850,0820501001,9 10-4-0.00950,09055050

0,1000- [C4H9Cl]/t[C4H9Cl][C4H9Cl]t/sTiempo/s

Velocidad de reaccin y estequiometra

2A BLa velocidad de desaparicin de A es el doble de rpido que la formacin de B. Por lo tanto:

velocidad = [B] = 1 [A] t 2 t

Ejemplo: 2HI(g) H2(g) + I2(g)velocidad = 1 [HI] = [H2] = [I2]

2 t t t

Velocidad de reaccin y estequiometra

Para una reaccin qumica generalaA + bB cC + dD

se tiene:velocidad = 1 [A] = 1 [B] = 1 [C] = 1 [D]a t b t c t d t

Ejemplo: Suponga que en un instante determinado del transcurso de la reaccin A + 3B 2C + 2D, [B] = 0,9986 M y que 13,20 minutos despus [B] = 0,9746 M. Cul es la velocidad media de reaccin durante ese perodo de tiempo, expresada en M/s?

Velocidad de reaccin inicial

Es la velocidad de reaccin cuando los reactivos se ponen al comienzo en contactoHay dos formas para obtener su valor: A partir de la tangente en el grfico concentracin - tiempo

para t=0 Midiendo la [reactivos] inmediatamente de mezclados,

obteniendo [reactivos] para un t muy pequeo t=0

0,2530000,6218000,9812001,496001,724002,012002,320[H2O2] /MTiempo/s

Determine la velocidad inicial de reaccin a partir de la informacin tabulada y graficada para la descomposicin del H2O2:

A) Mtodo grfico. Se emplean las intersecciones de la recta tangente (negra) con ambos ejes para estimar la pendiente:

[H2O2] = 2,32 M para t = 0, t = 1360 s para [H2O2] = 0 M

velocidad inicial de reaccin = - pendiente de tangente= - (0 -2,32) M = 1,7 10-3 Ms-1

(1360-0) s

B) Estimacin de tabla. Se emplean los datos inmediatos a t = 0:[H2O2] = 2,32 M para t = 0 y [H2O2] = 2,01 M para t = 200 s

velocidad inicial de reaccin = - [H2O2] = - (2,01 -2,32) M = 1,610-3 Ms-1t (200-0) s

Constante de velocidad k

En la figura, v = k[Br2]k se denomina Constante de velocidadk = v/[Br2]

Para t= 50 s,= 3,52*10-5 Ms-1/ 0,0101M= 3,49 * 10-3 s-1

Diferencia entre velocidad de reaccin y constante de velocidad de reaccin

Velocidad de reaccin (v): Es el cambio de cantidad de reactivo o de producto en el

tiempo. Se expresa como -[A]/t Es variable, dependiendo de las concentraciones de reactivos. Tiene por lo general unidades de molesL-1s-1

Constante de velocidad de reaccin (k): No es en si misma una velocidad de reaccin Relaciona la velocidad con las concentraciones de reactivos,

permitiendo calcular la velocidad de reaccin Su valor permanece fijo a una temperatura dada Sus unidades dependen del orden de la reaccin

Fuentes de informacin complementaria

Brown et al. Qumica. La ciencia central. 9a ed., pgs. 525-537Chang Qumica. 6a ed., pp. 507-526