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QUÍMICATEMA 5: “CINÉTICA QUÍMICA”   En este tema vamos a estudiar la velocidad de las reacciones químicas.
Velocidad de reacción química•   La velocidad de una reacción expresa el cambio de la concentración de un    reactivo o pr...
Factores que afectan a la velocidad de reacción•   Naturaleza de los reactivos.•   Facilidad de los reactivos para entrar ...
•   “m+n” es el orden total de la reacción.•   “K” es la constante de la velocidad.                       Mecanismo de rea...
•   Teoría del estado de transición:     – En las reacciones químicas, cuando las moléculas chocan, se forma un       comp...
Catálisis•   Catálisis homogénea:     – El catalizador y los reactivos se encuentran en el mismo estado físico.     – La c...
Teoría de las reacciones químicas•   Teoría de colisiones:     – Las reacciones químicas se producen por choques, que debe...
•   Catálisis enzimática:     – Cuando los catalizadores son enzimas, habituales en procesos       bioquímicos.           ...
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Tema 5: Cinética Química

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Tema 5: Cinética Química

  1. 1. QUÍMICATEMA 5: “CINÉTICA QUÍMICA” En este tema vamos a estudiar la velocidad de las reacciones químicas.
  2. 2. Velocidad de reacción química• La velocidad de una reacción expresa el cambio de la concentración de un reactivo o producto con el tiempo.• Para la siguiente reacción: aA + bB ↔ cC + dD – Velocidad media: 1 A 1 B 1 C 1 D v a t b t c t d t – Velocidad instantánea: 1d A 1d B 1d C 1d D v a dt b dt c dt d dt
  3. 3. Factores que afectan a la velocidad de reacción• Naturaleza de los reactivos.• Facilidad de los reactivos para entrar en contacto: al aumentar el área de contacto aumenta la velocidad de reacción.• Concentración de los reactivos: al aumentar la concentración de los reactivos aumenta la velocidad de reacción.• Temperatura del sistema: al aumentar la temperatura aumenta la velocidad de reacción.• Presencia de un catalizador: aumenta la velocidad de reacción sin participar en ella. Orden de reacción• Para una reacción del tipo aA + bB → Productos, la ley de la velocidad de la reacción es:• “m” es el orden de reacción respecto al reactivo A. m n• “n” es el orden de reacción respecto al reactivo B. v K A B
  4. 4. • “m+n” es el orden total de la reacción.• “K” es la constante de la velocidad. Mecanismo de reacción• Se trata de un conjunto de etapas elementales, que pretenden justificar, para una reacción química, la ecuación de velocidad obtenida experimentalmente.• Reacciones elementales son las que tienen lugar en una sola etapa.• Molecularidad de una reacción elemental es el número de moléculas que actúan como reactivos en la etapa única de la reacción.• En una reacción elemental, el orden de la reacción coincide con la molecularidad (coeficientes estequiométricos).• Si la reacción no es elemental, los exponentes de la ecuación deben determinarse experimentalmente.• La etapa lenta de la reacción es la etapa determinante de la velocidad de reacción.
  5. 5. • Teoría del estado de transición: – En las reacciones químicas, cuando las moléculas chocan, se forma un compuesto intermedio o de transición denominado complejo activado, en el que se está produciendo al mismo tiempo la rotura de unos enlaces y la formación de otros nuevos. – En este caso la energía de activación se corresponde con la energía que se necesita para formar el complejo activado.• Perfil de una reacción: – Se representa la energía potencial de las sustancias participantes en la reacción frente a la coordenada de la reacción. – Ejemplo del perfil de una reacción exotérmica:
  6. 6. Catálisis• Catálisis homogénea: – El catalizador y los reactivos se encuentran en el mismo estado físico. – La concentración del catalizador suele intervenir en la expresión de la velocidad de reacción. – Ejemplo: descomposición del agua oxigenada. Proceso lento que se ve acelerado por la presencia de iones yoduro: H 2O2 I H 2O IO v K H 2O2 I H 2O2 IO H 2O O2 I• Catálisis heterogénea: – El catalizador se encuentra en distinto estado físico que los reactivos. – Lo más frecuente es que los reactivos sean gases y el catalizador sólido (V, Fe, Ni, Al, etc). – Importancia industrial. Ejemplo: eliminación de sustancias contaminantes de los gases procedentes de la combustión.
  7. 7. Teoría de las reacciones químicas• Teoría de colisiones: – Las reacciones químicas se producen por choques, que deben ser eficaces, entre los reactivos. – El que los choques entre los reactivos sean eficaces significa que: • La energía con la que chocan las moléculas es suficiente para romper unos enlaces y formar otros. Esta energía, que únicamente de deberá a la energía cinética de las moléculas, recibe el nombre de Energía de activación. • La orientación con la que se aproximan las moléculas de los reactivos es la correcta. – Ecuación de Arrhenius: expresión de la constante de la velocidad que justifica la influencia de la temperatura en la velocidad de reacción. A: factor preexponencial Ea que representa la fracción K Ae RT de choques eficaces.
  8. 8. • Catálisis enzimática: – Cuando los catalizadores son enzimas, habituales en procesos bioquímicos. E + S ↔ ES ES ↔ E + P

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