4.-Cinetica-Quimica conceptos y ejercicios.pptx

Cinética quimica

1. Ejercicio 1 guía

2. Ejercicio 2 guía

3. Ejercicio 3 guía

4. Cinética Química Leyes de Velocidad Integrada e Integración de Ecuaciones Cinéticas Reacciones de primer orden y cómo graficarlas

5. La ley de velocidad la hemos expresado como función de la concentración, pero existen dos formas de expresarla: Por qué es importante determinar la ley de velocidad? Porque nos permite inferir los pasos por los cuales una reacción ocurre Ambas formas están relacionadas y las examinaremos en mayor detalle Tipos de Ley de Velocidad Ley de Velocidad Diferencial Muestra como la velocidad de reacción depende de la concentración Integrada Muestra como la velocidad de reacción depende del tiempo

6. Consideremos una reacción genérica de primer orden tal que:   Usando cálculo diferencial se puede demostrar que :           Ecuación Integrada de velocidad para reacción de primer orden Integración de Ecuaciones Cinéticas

7.   y mx b t (s)       Si se grafica el ln[A] versus t, y el resultado es una línea recta, entonces la reacción es de primer orden k es la pendiente ln[A] es el intercepto Ecuación de una línea recta

8. De esta manera el seguimiento de la reacción responde a 2 ecuaciones relacionadas, con 2 perfiles distintivos: t (s)             t (s)      

9. Definimos vida media como el tiempo requerido para se consuma el 50% de un reactante (o su concentración se reduzca a la mitad). Es decir:   Para una reacción de primer orden (reorganizando):         Esta es la ecuación general para la vida media de una reacción de primer orden. Si k es conocida, la vida media puede ser calculada directamente. Note que t 1/2 es independiente de la concentración Vida Media de una Reacción de Primer Orden

10. Gráficamente, se puede ver que la duración de la vida media para una reacción de primer orden es constante, puesto que no depende de la concentración Toma la misma cantidad de tiempo para que la concentración decrezca desde un punto a otro Concentración Tiempo (s) 1 ra vida media 2 da vida media 3 ra vida media ¿Por qué es de primer orden?

11. Teoría de colisiones: La velocidad de reacción es directamente proporcional a la frecuencia de colisiones moleculares   Esto también explica la dependencia de la velocidad con la concentración, a mayor N° de moléculas en un volumen dado, mayor N° de colisiones posibles Sin embargo, la aplicación estricta de esta relación también implica que una reacción siempre tiene lugar cuando se produce una colisión, lo que es incorrecto El Modelo Teórico de Cinética Química

12. Bajos condiciones ordinarias de presión (1 atm) y temperatura (298 K) se calculan del orden de 1 × 10 27 colisiones binarias en un volumen de 1 mL, por cada segundo de reacción en fase gaseosa. Si esto fuera 100% efectivo, la mayoría de las reacciones se completaría de forma instantánea. En la práctica, solo una fracción de estas colisiones son capaces de conducir a reacción. Teoría de las colisiones

13. Para que exista una reacción química las moléculas tienen que colisionar con energía suficiente para romper el enlace que las une, de otra forma solo se produce un choque elástico De esta forma se puede establecer que se necesita un límite mínimo para la energía de colisión, de forma de producir una reacción. Esto se conoce como Energía de Activación Si los productos de reacción son mas estables que los reactantes, la reacción vendrá acompañada de la liberación de energía en forma de calor, es decir la reacción exotérmica Si los productos de reacción son menos estables que los reactantes, la mezcla de reacción absorbe calor del ambiente, y por lo tanto la reacción es endotérmica

14.   Svante Arrhenius  (1859 – 1927) Premio Nobel de Química 1903   La Ecuación de Arrhenius

15.   y mx b       Aplicando logaritmos a ambos lados de la igualdad: La Ecuación de Arrhenius

16.     (1)   (2) La E a también puede ser calculada con los valores de solo 2 temperaturas, a través de la siguiente ecuación:   Sustrayendo (2) de (1)

17. Catalizador : Sustancia que aumenta la velocidad de una reacción química, sin ser consumido en el proceso Catálisis

18. Los catalizadores son clasificados en dos categorías principales: Homogéneos y Heterogéneos Un catalizador Homogéneo es aquel que se encuentra en la misma fase que las moléculas reactantes Una enzima El catalizador de Grubbs Catálisis

19. Petrucci, R. Química general: principios y aplicaciones modernas. (2011) 8ª Ed. Capitulo 15. “Cinética Química” QIM-100E "Química Para Ingeniería" Bibliografía