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Cinética química
<ul><li>La cinética química es el área de la química que estudia la velocidad con que ocurre una reacción química y los me...
TEORÍA DE LAS COLISIONES <ul><li>Para que se produzca una reacción química , los átomos, iones o moléculas involucrados de...
 
TEORÍA DEL ESTADO DE TRANSICIÓN <ul><li>Los reactivos pasan por un estado intermedio transitorio de alta energía y corta d...
 
Efecto de la temperatura Progreso de la reacción Progreso de la reacción Energía potencial Energía potencial Endotérmica E...
La velocidad de reacción es el cambio en la  concentración de un reactivo o de un producto con respecto al tiempo.
Velocidad de una reacción A    B Reactivos    Productos velocidad = -  =  [A]  t  [B]  t
Para lograr una única velocidad de reacción que no dependa de si se expresa en función de reactivos o productos, se deben ...
VELOCIDAD DE DESAPARICIÓN DE REACTIVOS <ul><li>Para  2A + B = 2A’ + B´   </li></ul><ul><li>velocidad  de desaparición de A...
VELOCIDAD DE FORMACIÓN DE PRODUCTOS <ul><li>Para  2A + B = 2A’ + B´   </li></ul><ul><li>velocidad  de formación de A´  =  ...
La velocidad de reacción depende de : 1- La concentración de reactivo. 2- Naturaleza de los reactivos 3- Temperatura 4- Ca...
Concentración de los reactivos: Ecuación de velocidad    +    = orden de reacción velocidad = k . [A]    [B]    k = co...
Estudio de la ecuación de velocidad: Resumen    Las ecuaciones de velocidad siempre se determinan experimentalmente.    ...
Ecuación de velocidad: ¿Que información me brinda?    Determinar la concentración de reactivos en cualquier tiempo de rea...
Cinética de primer orden 2 N 2 O 5      4 NO 2  + O 2 Ecuación de velocidad:  v = k [N 2 O 5 ]    = 1 Unidad de k= s -...
Cinética de segundo orden Ecuación de velocidad:  v = k [A]  A     producto Unidades de k = M -1  x s -1 A + B     pr...
Reacciones de orden cero 2NH 3  (g)    N 2  (g) + 3 H 2  (g) v=  k  [reactivo] 0  =  k Unidad de K= M.s -1
Naturaleza de los Reactivos Estado de agregación: El choque de las moléculas se ve favorecido si las moléculas reaccionant...
Dependencia de la velocidad de reacción con la temperatura E a  = energía de activación A B 3,1 3,2 3,3 3,0 - 9 - 8 - 7 1/...
<ul><li>La velocidad con la que los grillos emiten su ruido y las luciérnagas encienden su luz aproximadamente se duplica ...
Efecto de la temperatura Progreso de la reacción Progreso de la reacción Energía potencial Energía potencial Endotérmica E...
Catalizadores Un catalizador aumenta la velocidad directa e inversa de una reacción Progreso de la reacción Energía potenc...
 
Catalizadores: clasificación 2 H 2 O 2     H 2 O + O 2 Fe 2+ Homogéneo:  se encuentra en la misma fase  que los reactiv...
<ul><li>Intervienen en alguna etapa de la reacción pero no se modifican pues se recuperan al final y no aparece en la ecua...
Características de las reacciones catalizadas por enzimas <ul><li>Las  enzimas  son catalizadores biológicos. Los cataliza...
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CinéTica QuíMica

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  1. 1. Cinética química
  2. 2. <ul><li>La cinética química es el área de la química que estudia la velocidad con que ocurre una reacción química y los mecanismos por los cuales se llevan a cabo. </li></ul>Cinética química
  3. 3. TEORÍA DE LAS COLISIONES <ul><li>Para que se produzca una reacción química , los átomos, iones o moléculas involucrados deben experimentar colisiones. </li></ul><ul><li>Dos requisitos: </li></ul><ul><li>Los reactivos deben tener la energía suficiente para que se rompan determinados enlaces y se formen otros dando lugar a los productos. </li></ul><ul><li>Las especies reaccionantes deben tener la orientación adecuada para formar estos enlaces nuevos. </li></ul>
  4. 5. TEORÍA DEL ESTADO DE TRANSICIÓN <ul><li>Los reactivos pasan por un estado intermedio transitorio de alta energía y corta duración: estado de transición , en donde existe el complejo activado . </li></ul><ul><li>Para alcanzar el estado de transición los reactivos deben poseer una energía cinética mínima: energía de activación </li></ul>
  5. 7. Efecto de la temperatura Progreso de la reacción Progreso de la reacción Energía potencial Energía potencial Endotérmica Exotérmica Responde más a la temperatura Responde más a la temperatura E a (directa) E a (inversa) E a (inversa) E a (directa)
  6. 8. La velocidad de reacción es el cambio en la concentración de un reactivo o de un producto con respecto al tiempo.
  7. 9. Velocidad de una reacción A  B Reactivos  Productos velocidad = - =  [A]  t  [B]  t
  8. 10. Para lograr una única velocidad de reacción que no dependa de si se expresa en función de reactivos o productos, se deben dividir las velocidades respectivas por cada uno de sus coeficientes estequimétricos. 2HI (g)  H 2 (g) + I 2 (g) velocidad = - = =  [HI]  t  [H 2 ]  t 1 2  [I 2 ]  t
  9. 11. VELOCIDAD DE DESAPARICIÓN DE REACTIVOS <ul><li>Para 2A + B = 2A’ + B´ </li></ul><ul><li>velocidad de desaparición de A = -  [A] </li></ul><ul><li> t </li></ul>velocidad de desaparición de B = -  [B]  t No se colocan los coeficientes estequiométricos
  10. 12. VELOCIDAD DE FORMACIÓN DE PRODUCTOS <ul><li>Para 2A + B = 2A’ + B´ </li></ul><ul><li>velocidad de formación de A´ =  [A´] </li></ul><ul><li> t </li></ul>velocidad de formación de B´ =  [B´]  t No se colocan los coeficientes estequiométricos
  11. 13. La velocidad de reacción depende de : 1- La concentración de reactivo. 2- Naturaleza de los reactivos 3- Temperatura 4- Catalizadores
  12. 14. Concentración de los reactivos: Ecuación de velocidad  +  = orden de reacción velocidad = k . [A]  [B]  k = constante de velocidad específica
  13. 15. Estudio de la ecuación de velocidad: Resumen  Las ecuaciones de velocidad siempre se determinan experimentalmente.  El orden de una reacción siempre se determina en función de las concentraciones de los reactivos (y no de los productos).  El orden de un reactivo no está relacionado con el coeficiente estequiométrico del reactivo en la ecuación global balanceada.
  14. 16. Ecuación de velocidad: ¿Que información me brinda?  Determinar la concentración de reactivos en cualquier tiempo de reacción.  El tiempo para que reaccione una fracción de muestra.  El tiempo necesario para que la concentración de reactivos alcance un nivel esperado.
  15. 17. Cinética de primer orden 2 N 2 O 5  4 NO 2 + O 2 Ecuación de velocidad: v = k [N 2 O 5 ]   = 1 Unidad de k= s -1 (A  producto)
  16. 18. Cinética de segundo orden Ecuación de velocidad: v = k [A]  A  producto Unidades de k = M -1 x s -1 A + B  producto Ecuación de velocidad: v = k [A]  [B] 
  17. 19. Reacciones de orden cero 2NH 3 (g)  N 2 (g) + 3 H 2 (g) v= k [reactivo] 0 = k Unidad de K= M.s -1
  18. 20. Naturaleza de los Reactivos Estado de agregación: El choque de las moléculas se ve favorecido si las moléculas reaccionantes están en el mismo estado físico. Los medios líquidos o gaseosos favorecen las colisiones Grado de división de los reactivos sólidos: Si uno de los reactivos es sólido es necesario disminuir el tamaño de las partículas.
  19. 21. Dependencia de la velocidad de reacción con la temperatura E a = energía de activación A B 3,1 3,2 3,3 3,0 - 9 - 8 - 7 1/T (1/K) ln k Ecuación empírica de Arrhenius k= A . e -Ea/RT ln k = ln A - E a 1 R T A= factor de frecuencia
  20. 22. <ul><li>La velocidad con la que los grillos emiten su ruido y las luciérnagas encienden su luz aproximadamente se duplica cuando la temperatura se eleva 10°C . </li></ul><ul><li>Esto corresponde a una Ea de 50kJ/mol y sugiere que los procesos fisiológicos que gobiernan estos fenómenos implican reacciones químicas. </li></ul>
  21. 23. Efecto de la temperatura Progreso de la reacción Progreso de la reacción Energía potencial Energía potencial Endotérmica Exotérmica Responde más a la temperatura Responde más a la temperatura E a (directa) E a (inversa) E a (inversa) E a (directa)
  22. 24. Catalizadores Un catalizador aumenta la velocidad directa e inversa de una reacción Progreso de la reacción Energía potencial Reactivos Productos Camino original E a del camino catalizado Camino catalizado
  23. 26. Catalizadores: clasificación 2 H 2 O 2  H 2 O + O 2 Fe 2+ Homogéneo: se encuentra en la misma fase que los reactivos. Heterogéneo: se encuentra en una fase diferente a los reactivos. Por ejemplo, sólidos en contacto con gases. C 2 H 4 + H 2  C 2 H 6 Pt
  24. 27. <ul><li>Intervienen en alguna etapa de la reacción pero no se modifican pues se recuperan al final y no aparece en la ecuación global ajustada. </li></ul><ul><li>Modifican el mecanismo y por tanto E a . </li></ul><ul><li>No modifican las constantes de los equilibrios . </li></ul><ul><li>Pueden ser: </li></ul><ul><ul><li>Positivos: hacen que “v”  pues consiguen que E a  . </li></ul></ul><ul><ul><li>Negativos : hacen que “v”  pues consiguen que E a  . </li></ul></ul><ul><li>Los catalizadores también pueden clasificarse en: </li></ul><ul><ul><li>Homogéneos: en la misma fase que los reactivos. </li></ul></ul><ul><ul><li>Heterogéneos: se encuentra en distinta fase. </li></ul></ul>
  25. 28. Características de las reacciones catalizadas por enzimas <ul><li>Las enzimas son catalizadores biológicos. Los catalizadores bajan la energía de activación de las reacciones. </li></ul><ul><li>Bajar la energía de activación de una reacción, hace que la velocidad de la reacción aumente. Así, las enzimas aceleran las reacciones, bajando la energía de activación. </li></ul><ul><li>Muchas enzimas cambian de forma cuando sus sustratos se unen a ellas. Este efecto se llama &quot;acoplamiento inducido&quot;, significando que se requiere la orientación y colocación precisa de la enzima para que su actividad catalítica sea inducida por la unión del sustrato.  </li></ul><ul><li>Las enzimas forman complejos con sus sustratos. La unión de un sustrato con su enzima en el centro activo se llama &quot;complejo enzima-sustrato&quot;. Una ecuación genérica para la formación del complejo puede formularse:  </li></ul><ul><li>E + S ↔ E S ↔ E + P </li></ul>
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