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Presentación Proyecto de Investigación
Javier
Created on November 29, 2024
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Transcript
Cinetica Quimica
LAUT-101 Ramirez Ramirez Leonardo Javier Medrano Cortes Jose Eduardo Ramirez Ramirez Johan Felipe Aguilera Camarillo Leonardo de Jesus Flores Benhumea Emanuel Diaz Valderrama Maria de los Angeles Mendoza Palomares Jonatan Gael
Mecanismos de reaccion
Velocidad de reaccion.
índice
Concentracion y leyes de las velocidades de reaccion.
Cinetica quimica
Factores que influyenen la velocidad de reaccion
Catalisis
Cambio de concentracion con el tiempo
Temperatura y velocidad
La palabra cinética sugiere movimiento o cambio.La energía cinética se define como la energía debida del movimiento de un objeto. En este caso estamos hablando de la rapidez de cambio en la concentración de un reactivo o de un producto respecto al tiempo. Para investigar cómo se producen las reacciones, se examinarán las velocidades de reacción y los factores que influyen en éstas. La información experimental sobre la velocidad de una reacción determinada brinda evidencia importante que ayuda a formular un mecanismo de reacción, es decir, una visión a nivel molecular, etapa por etapa, de la trayectoria de reactivos a productos.
INTRODUCCIÓN
La cinética química es el área de la química que estudia la velocidad de las reacciones
Curiosidad intreínseca: es el estado de motivación que surge del interés o la pasión por un tema.
Comprender las razones para el estudio de la rapidez de una reacción, desde la curiosidad intrínseca entender como determinar las velocidades de reacción y los factores que las controlan. Analizaremos qué las velocidades de las reacciones químicas se rigen por los mismos principios básicos. Así mismo comprender cómo y porqué algunas reacciones químicas se completan en una fracción de segundo, como las explosiones, mientras que otras tardan miles de años o incluso millones, como la formación de minerales en la corteza terrestre.
objetivo
Cuatro factores permiten modificar las velocidades con que ocurre una reacción en particular:
- El estado físico de los reactivos.
- Concentraciones de los reactivos.
- Temperatura de reacción.
- Presencia de un catalizador .
Factores que influyen en la velocidad de reaccion
Concentración y leyes de las velocidades de reacción.
La concentración de los reactivos es uno de los factores más importantes que afecta la velocidad de una reacción química. La velocidad de reacción aumenta cuando la concentración de los reactivos es mayor. Esto se debe a que, al haber más moléculas o iones de reactivos presentes en una determinada cantidad de volumen, la probabilidad de que las partículas colisionen entre sí aumenta, lo que favorece la formación de productos. La forma general de la ley de velocidad es: v=k[A] ᵐ [B] ⁿ Donde: • v es la velocidad de la reacción. • k es la constante de velocidad, que depende de la temperatura y de la naturaleza de la reacción. • [A] y [B] son las concentraciones de los reactivos A y B. • m y n son los exponentes de la reacción indican la influencia de cada reactivo individualmente sobre la velocidad de la reaccióncon respecto a A y B, que deben determinarse experimentalmente.
Las leyes de las velocidades de reacción son expresiones matemáticas que relacionan la velocidad de una reacción con las concentraciones de los reactivos y las condiciones del sistema. y dependiendo del tipo de reacción, la ley de velocidad puede tener distintas formas. Existen tres tipos comunes de leyes de velocidad: Reacción de orden 1: En este caso, la velocidad de reacción es directamente proporcional a la concentración de uno de los reactivos. La ley de velocidad tiene la forma: y En este tipo de reacciones, si se duplica la concentración de A, la velocidad de reacción también se duplica. v=k[A] Reacción de orden 2: En este caso, la velocidad de reacción es directamente proporcional a la concentración de uno de los reactivos. La ley de velocidad tiene la forma: y En este caso, si se duplica la concentración de A, la velocidad de reacción se cuadruplica. v=k[A]²(si un solo reactivo está involucrado) o v=k[A][B](si hay dos reactivos involucrados)
- Estado fisico de los reactivos
- Concentracion de los reactivos
- Temperatura de reaccion
- Presencia de un catalizador
Velocidad de reaccion
Velocidad de reacción
La velocidad de reaccion es un evento que se define como el cambio que ocurre en un intervalo determinado de tiempo. Por ejemplo, la velocidad de un automóvil se expresa como el cambio de la posición de este en un cierto periodo. De forma cililar, la velocidad de reaccion química es el cambio en la concentración de los reactivos o productos por unidad de tiempo.
La rapidez de una reacción
Algunos procesos, como las etapas iniciales de la visión, la fotosíntesis y las reacciones nucleares en cadena, ocurren a una rapidez muy corta y otros procesos, como la plimerización del cemento y la conversiónn del grafito en diamante, necesitan millones de años para completarse.
Las leyes de velocidad hasta ahora permiten calcular la velocidad de una reaccion a partir de la constante de velocidad y de las concentraciones de los reactivos. Estas leyes tambien pueden conventirse en ecuaciones que muestren la relacion entre las concentraciones de los reactivos productos
Cambios de concentracion con el tiempo
Reacciones de primer orden
Es aquella cuya velocidad depende de la concentracion de un solo reactivo elevada a la primera potencia. Para una reaccion de tipo A, la ley de velocidad puede ser de primer orden
Cambios de concentracion con el tiempo
Reacciones de primer orden
Esta formula expresa como la velocidad depende de la concentracion, se conoce como ley de velocidad diferencial. Utilizando una operacion de calculo llamada integracion, esta relacion se transforma en una ecuacion que relaciona la concentracion inicial de A, (A) con su concentracion en cualquier otro tiempo t, (A)
Cambios de concentracion con el tiempo
Reacciones de segundo orden
Es aquella cuya velocidad depende de la concentracion del reactivo elevada a la segunda potencia, o de las concentraciones de dos reactivos diferentes, cada una elevada a la primera potencia
Cambios de concentracion con el tiempo
Reacciones de segundo orden
Por medio del calculo, esta ley de velocidad diferencial se utiliza para derivar laa sifuiente ley de velocidad integrada
Cambios de concentracion con el tiempo
Reacciones de segundo orden
Una forma de distinguir las leyes de velocidad de primero y segundo grado ordenes es graficar tanto In(A), como 1/(A) contra T. Si la grafica de In(A), es lineal, la reaccion es de primer orden; si la grafica de 1/(A), es lineal, la reaccion es de segundo orden
Cambios de concentracion con el tiempo
TEMPERATURA Y VELOCIDAD
Las velocidades de la mayoría de las reacciones químicas aumentan conforme se incrementa la temperatura La mayor velocidad a temperaturas elevadas se debe a que la constante de velocidad aumenta cuando se incrementa la temperatura QUIMILUMINISCENCIA: Reacción que produce luz
De acuerdo a la cinética molecular de los gases, al incrementarse la temperatura se elevan las velocidades moleculares. Entre más rápido se mueven las moléculas, colisionan con más fuerza y con más frecuencia, lo que provoca un aumento en las velocidades de reacción
Cl + NO -> NO + Cl2
MODELO DE COLISIONESFACTOR DE ORIENTACION
La idea central es que las moléculas deben chocar para que reaccionen. Cuanto mayor sea el número de colisiones por segundo, mayor será la velocidad de reacción
In k = Ea - -- + In A RT
Con la ecuación de Arrhenius es posible calcular la energía de activación de uha reacción, tomando el logaritmo natural de ambos lados de la ecuación
La energia minima requerida para iniciar una reaccion quimica
En 1888, el quimico sueco Swante Arrhenius sugirio que las moleculas requieren de una cantidad minima de energia para reaccionar
ENERGIA DE ACTIVACION Y SU DETERMINACION
Mecanismos de reaccion
Mecanismos de reacción Como se mencionó con anterioridad, una ecuación química global balanceada no indica mucho con respecto de cómo se Ileva a cabo la reacción. En muchos casos, sólo representa la: sumas de varios pasos elementales, reacciones elementales, una serie de reacciones sencillas que representan el avance de la reacción global a nivel molecular, El término que se utiliza para la secuencia de pasos elementales que conducen a la formación del producto es el mecanismo de reacción. El mecanismo de reacción es comparable con la ruta, o el camino, que se sigue durante un viaje; la ecuación química global sólo especifica el origen Y el destino.
leyes de velocidad, recciones de etapa inicial lent y rapida
Ecuación de arrhenius k=Ae^-Ea/RT
Catalisis
Catalizador: es una sustancia que modifica la velocidad de una reacción química sin experimentar un cambio.
Las moleculas deben colisionar
- La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las partículas en una sustancia. Indica qué tan caliente o fría está una sustancia.
- El calor es la energía térmica transferida entre cuerpos debido a una diferencia de temperatura. Siempre fluye de un cuerpo más caliente a uno más frío.
Catalisis homogenea:El catalizador se encuentra en la misma fase que los reactivos
Catalisis heterogenea: El catalizador se encuentra en una fase diferente que el reactivo
Actividad 03
Para que una reacción ocurra, las partículas deben chocar con suficiente energía para superar una barrera energética llamada energía de activación. Según la teoría de colisiones, solo una fracción de las partículas tiene la energía suficiente para reaccionar, y esta fracción aumenta con la temperatura.
- La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las partículas en una sustancia. Indica qué tan caliente o fría está una sustancia.
- El calor es la energía térmica transferida entre cuerpos debido a una diferencia de temperatura. Siempre fluye de un cuerpo más caliente a uno más frío.
Catalisis homogenea:El catalizador se encuentra en la misma fase que los reactivos
Catalisis heterogenea: El catalizador se encuentra en una fase diferente que el reactivo
Actividad 03
Ea=40000 j/mol T= 373k F=e^(-40000/8.314j/k*mol *373k)=2.5x10^-6 2.51000000=2.5x10^-6
Ea=10000 j/mol T= 373k F=e^(-10000/8.314j/k*mol * 373k)=.04 40000/1000000=.04
K= constante de velocidad Ae=Factor de Frecuencia (colisiones y orientacion) Ea=Energia de activacion R=Constante de los gases ideales(8.314j/k*mol) T=temperatura (Grados kelvin)
Chang, R. (1992). Química 4ta edicion, Editorial McGrawHill
Brown, L, Burster, M. (2014). Química la ciencia central. Editorial Pearson
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referencias
bibliograficas
Martimer, E. (1983). Quimica Mortimer. Editorial Iberoaméicana
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