Cinética química- 5to I

Cinética química

Factores que afectan el equilibrio

Clases de equilibrio

Cálculos de la constante

Significado de la constante

Constante de equilibrio

Reacciones reversibles

Factores que afectan la velocidad de reacción

Velocidad de reacción

Índice

Cinética química

La cinética química es el área de la química que se ocupa del estudio de la velocidad o rapidez, con que ocurre una reacción .

Ecuación de velocidad

Teoría de las colisiones

Velocidad de reacción

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La velocidad de reacción es la rapidez con la que se forman los productos o se consumen los reactivos involucrados en dicha reacción. Es decir, es el tiempo necesario para que desaparezca o se transforme una determinada cantidad de reactivos o para que se formen los productos correspondientes.

Por ejemplo: Las enzimas son los catalizadores biológicos, que permiten que acurran las reacciones químicas en los organismos vivos, bajo condiciones muy específicas.

Por ejemplo: el carbón arde más rápido cuanto más pequeños son los pedazos; y si está finamente pulverizado, arde tan rápido que provoca una explosión.

Por ejemplo: un trozo de carbón arde con dificultad en presencia de poco oxígeno, pero al aumentar la concentración de oxígeno la combustión será más rápida.

Concentración de los reactivos

Factores que afectan la velocidad de racción:

Catalizadores

Por ejemplo: Un asado al horno se cocina más pronto a temperaturas más altas. Guardamos en el congelador los alimentos para retardar las reacciones químicas que hacen que se arruinen.

Temperatura

Superficie de contacto

Por ejemplo: Las sustancias moleculares reaccionan más lento que las iónicas.

Naturaleza de los reactivos

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Cuando la reacción avanza, alcanza un punto en el que ya no se detectan cambios netos de concentración; las concentraciones de reactivos y productos se estabilizan en valores epecíficos. En este punto, se ha llegado a un Equilibrio químico dinámico.

Una reacción química reversible es aquella que puede llevarse a cabo en uno u otro sentido.

Reacciones reversibles y Equilibrio

El producto de las concentraciones de los productos sobre el producto de las concentracions de los reactivos elevados a la potencia indicada por los coeficientes de balanceo es igual a la constante de equilibrio del sistema de reacción.

Esta constante es característica de cada reacción, bajo condiciones de temperatura y presión específicas y constantes.

La constante de Equilibrio

Ley de acción de masas

La velocidad de una reacción química es proporcional al producto de las masas activas de las sustancias reaccionantes. Cuando se presenta un estado de equilibrio , la ley de acción de masas relaciona las velocidades en los sentidos, directo (reactivos a productos) e inverso (productos a ractivos). Al relacionar las dos constantes de velocidad, se obtiene la constante de equilibrio Ke.

Significado de la constante de equilibrio

En un sistema en equilibrio se puede presentar alguna de las siquientes situaciones.

Con esta información, calcula la constante de equilibrio Ke.

Al medir las concentraciones en el equilibrio, se encontraron los siguientes valores:

Cálculo de la constante de equilibrio

Se colocan en un recipiente de vidrio (de 1L), 0.02 mol de PCl5(g) y se llevan a una temperatura de 200°C, con lo cual el PCl5 se descompone de acuerdo con la ecuación:

Reemplazando los valores de la concentración tenemos:

Cálculo de la constante de equilibrio

La expresión para la condición de equilibrio es :

• No existe límites físicos entre las especies al estar todas en el mismo estado de agregación

Equilibrio homogéneo

Cuando el equilibrio se establece de manera que todos los compuestos presentes se hallan en una sola fase, por ejemplo: una mezcla de gases o una solución líquida.

• Existe una barrera física entre las fases , al haber más de un estado de agregación.
• El equilibrio y el valor de Ke depende exclusivamente de las concentraciones de los compuestos que se hallan en fase gaseosa.

Cuando el equilibrio se presenta para más de una fase . Por ejemplo: un sólido inmerso en líquido.

Equilibrio heterogéneo

Clases de equilibrio químico

Esto solo tiene efecto en sustancias gaseosas, puesto que al cambiar la presión se cambia también el volumen. Un aumento de la presión favorecerá la reacción que implique una disminución del volumen ocupado. En cambio, si se disminuye la presión, se favorecerá la reacción en que ocupe mayor volumen.

Cambios en la temperatura del sistema ocasionarán un aumento en la velocidad de reacción, en la dirección en la que se absorba calor, es decir, favoreciendo la reacción endotérmica.

Cuando se disminuye la concentración de uno de los reactivos, el sistema se reajustará reponiendo lo que se perdió, desplazando el equilibrio hacia la dirección que produzca la especie faltante.

Efecto de la temperatura

Efecto de la concentración

Efecto de la presión

Cuando en un sistema en equilibrio se modifica cualquiera de los factores (concentración, presión en los gases y temperatura) se afecta la velocidad de la reacción y el punto de equilibrio se desplaza en la dirección que tienda a contrarrestar el efecto primario de dicha alteración.

Principio de Le Châtelier

Factores que afectan el equilibrio

V=(C+H)*A

V=(C+H)*A

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