cinetica quimica cambio de la concentración con el tiempo ley de velocidad orden de reacción como...
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CINETICA QUIMICA
• cambio de la concentración con el tiempo • ley de velocidad• orden de reacción• como determinar el orden• método integral• método diferencial• método de la vida media• energía de reacción • mecanismos de reacción• catalisis
ve loc ida d d e u na re a cc ió n q u ím ica
co m o o cu rre u nare a cció n q u ím ica
cu a les son los fa cto resq u e in flu yen en lare a cció n q u im ica
c in é tica q u im ica
p re d ice si u n a re acc iónq u ím ica p ue d e o currir o no
n o da in fo rm a ció n so bre co m o o cu rre u nare a cció n q u ím ica
te rm o d in ám ica q u ím ica
Termodinámica versus Cinética
ley de velocidad
A + B +..... C + D + .....
orden de reacción exponente de cada concentración en la expresión de la ley de velocidad...
no existe una relación sencilla entre los coeficientes estequiométricos y los órdenes de reacción.
orden total de reacción - suma de los órdenes individuales: + + ...., puede ser positivo, negativo, fraccionario ó cero.
constante específica de velocidad, k -es la constante de proporcionalidad entre la velocidad de reacción experimental y las concentraciones elevadas a exponentes dados y es función de temperatura, agente catalítico e independiente de concentración.
ley de velocidad
A + B +..... C + D + .....
Obtención de los ordenes y constantes de velocidad
in te g ra l d ife ren c ia l v id a m e d ia
m é to d os
Método integral es un método de prueba y error y comienza por suponer un orden de reacción
ce ro u no d os
o rd en e s m ás co m un es
Orden cero
A + B C + D
0 0 0 0
0
1 1 1 1 = = + = +
b c d
1- = k A B C D = k
= - k
= - k = - k = - k
A -
o
A t
A
dA dB dC dD
a dt dt dt dt
dA
a dt
dA a dt
dA a dt a dt dA a dt
o o A = - kt A = - kt + Aa a
Orden cero
o = - k A = - kt + AdA
dt
[A]o
Orden uno
A P
0
o
1 1 = +
p
1- = k A = - k A = - k
A
= - k = - k = - kA A
ln A - ln A = - kt
o
A t
A
dA dP
a dt dt
dA dAdA a dt a dt
a dt
dA dAa dt a dt a dt
a
o
A ln = - kt
Aa
Orden uno
A P
o
o
1 1 = +
p
Aln A - ln A = - kt ln = - kt
A
dA dP
a dt dt
a a
ln[A]o
Orden dos
A + B C + D
d e o rde n d os en A(ca so 1 )
d e o rd en do s g lob a l o rde n 1 en A y o rde n 1 en B
(C a so 2 )
o rde n d os
2 01- = k A B
dA
a dt 1
- = k A B dA
a dt
Orden dos (caso 1)
A + B C + D 2 01- = k A B
dA
a dt
2 2
2
2 2 0
2
1- = k A = - k A = - k
A
= - k = - k = - kA A
1 1 = -
A AA
o
A t
A
dA dAdA a dt a dt
a dt
dA dAa dt a dt a dt
dA
o
1 - = kt
Aa
Orden dos
2
o
1 1 1- = k A - = kt
A A
dAa
a dt
o
1
A
A + B C + D 2 01- = k A B
dA
a dt
Orden dos
A + B C + D 1- = k A B
dA
a dt
p seu d o p rim e r o rde n e n B
[A ] = c tev = k ´[B ]k ´= k [A ]
O R D E N 2C A S O 2
V = k [A ][B ]
Orden cero
Orden uno
Orden dos
0
o = - k A = - k A = - kt + AdA
dt
A P
oln A - ln A = - kt a
o
1 1 - = kt
A Aa
Método diferencial
• No se supone un orden
• Se determina la velocidad de reacción = tangente de la curva de concentración vs tiempo
• Velocidades iniciales
1
= ta ngente de la curva al tiempo t
v = k ln v = ln k + n ln
v = k
ln v = ln k + n ln + m ln
n
n m p
dAv
a dt
dA
dt
A A
A B C
A
+ p ln B C
A + B C + D
Tiempo de vida media ( -se define como el tiempo que le toma a una especie en una reacción para alcanzar la mitad de su concentración: [A]t== [A]0/2.
Orden cero
0
o
1/2
o1/2 o
= - k A = - k A = - kt + A
a t la concentracion es la mitad de la inicial
A = - kt + A
2
dA
dt
o1/2
A = t =
2 k
Método del tiempo de vida media
Orden uno
1/2
ln(2) 0.693 = t =
k ka a
o
o o1/2 1/2
o
A ln = - kt
A
A A 1a t A = ln . = - kt
2 2 A
a
a
Orden dos
1/2o
1 = t =
k Aa
o
o1/2 1/2
o o
1 1 - = kt
A A
A 2 1a t A = - = kt
2 A A
a
a
Unidades de k
ORDEN k
Cero Concentración*tiempo-1
Primer orden tiempo-1
Segundo orden Concentración -1 *tiempo-1
• Carbon-14 decae a N-14 tiene un t1/2 = 5770 años. • Uranio-238 decae a Pb-206 con t1/2 = 4.51 billones de años.• Uranio-235 decae a Pb-207 con t1/2 = 713 millones de años.• Rb-87 decae a Sr-87 con t1/2 = 50 billones de años.
•Reacción de primer orden
•Decaimiento Radioactivo
Madre hija + partícula
Partícula = alfa, beta o gamma
1/2
ln(2) 0.693t =
k k
U - 2 3 5 H a lf- lif e = 7 1 3 M illio n Y e a r s U -2 3 8 H a lf - lif e = M illio n Y e a r s
R b - 8 7 H a lf - lif e = B illio n Y e a r s C - 1 4 H a lf - lif e = Y e a r s
