TEMA#1: Teoría cinética molecular
➔Es el área de la química que tiene relación con la velocidad con la que ocurre una reacción química.
➔La cinética se refiere a la velocidad de la reacción, que es el
Cambio de la concentración de un reactivo con respecto al tiempo.
M/s
➔Ecuación general:
reactivo → producto (A→B).
➔Factores que influyen en la velocidad de una reacción:
◆Estado físico de los reactivos
: Cuanto más fácil chocan las
Moléculas, con mayor rapidez reaccionan. El área de contacto de los reactivos
Limita la reacción.
◆Concentración de los reactivos:
Las
Reacciones químicas se llevan a cabo con más rapidez, si se aumenta la
concentración de los reactivos, ya que hace más fácil el choque de las
Moléculas.
◆La temperatura a que se lleva a cabo una reacción
: la velocidad de las reacciones
Aumenta con la temp. Ya que esta aumenta la energía cinética de las moléculas y
Al moverse más rápido aumenta el choque de las moléculas, haciendo más rápida
La reacción.
◆La presencia de catalizadores
: Los catalizadores son agentes
Que aumentan las velocidades de reacción sin transformarse.
➔La velocidad instantánea Es la velocidad que adquiere una reacción en un momento determinado, cuando Esta es cero se denomina velocidad Inicial. Velocidad = Velocidad instantánea
➔Cuando las reacciones no cuentan con el mismo coeficiente, ej.:
aA+bB→cC+dD se usa la fórmula:
Concentraciones Y velocidad
➔Ecuación de velocidad: donde:
◆K
: constante de velocidad
◆A y B:
Concentración de
Reactivos
◆n y m:
Órdenes de la
Reacción (estos se obtienen experimentalmente y suman para obtener el orden global o general)
.
➔Las ecuaciones de velocidad permiten determinar el orden, la Rapidez instantánea y las concentraciones de los reactivos en función del Tiempo.
➔La unidad de la constante De velocidad se despeja dependiendo de la ecuación de velocidad en el Problema ya que debe satisfacer el orden global de la ecuación.
o(la concentración puede ser de A, B o cualquier reactivo en la ecuación)
➔Las reacciones de primer Orden dependen de la concentración De un solo reactivo elevada a la primera potencia:
➔En su fórmula se usan las Variables:
◆La concentración restante de un Reactivo en cualquier momento después de iniciada la reacción.
◆El tiempo necesario para que Reaccione una fracción dada de una muestra.
◆El tiempo necesario para que la Concentración de un reactivo descienda a cierto nivel.
➔Las reacciones de segundo Orden depende de la concentración de Un reactivo elevada a la segunda potencia, o de las concentraciones de dos Reactivos distintos, cada una elevada a la primera potencia. y se utiliza (y con este se obtiene una Gráfica lineal y positiva).
➔La vida media es el Tiempo necesario para que la concentración de una reacción descienda a la mitad De su valor original, es una forma conveniente de describir la rapidez con la Que una reacción ocurre.
◆En el primer orden la vida media depende de K.
◆En el segundo orden la vida media Depende de la concentración
Temperatura Y velocidad
➔Al tener una mayor temperatura aumentan en número de colisiones y, Por ende, la velocidad de la reacción.
➔Es necesario que las moléculas estén orientadas de cierta forma Durante las colisiones para que ocurra una reacción.
➔La energía mínima necesaria para iniciar una reacción química se
Llama energía de activación, Ea.
Este puede variar
Entre reacciones.
➔Para que se ejecute la reacción los átomos deben sobrepasar la
Barrera. La disposición particular de los átomos en la cima de la barrera se
Conoce como el complejo activado o
Estado de transición.
➔La fracción de moléculas que tiene una energía igual o mayor que Ea está dada por la expresión:
➔en su mayor parte, los datos de reacción obedecían una ecuación Basada en tres factores:
◆la fracción de moléculas con Energía igual a Ea o mayor
◆el número de colisiones que Ocurren por segundo y
◆la fracción de las colisiones con La orientación apropiada.
➔Estos tres factores se encuentran incorporados en la ecuación de Arrhenius:
➔Está también propone que mientras más energía de activación sea Necesaria para ejecutar una reacción menor va a ser la velocidad de esta.
Mecanismos De reacciones
➔Un mecanismo de reacción Expone en detalle los pasos individuales que se dan en el curso de una Reacción.
➔Los pasos elementales
Se definen como unimoleculares,
Bimoleculares o termoleculares.
➔Cada uno de estos pasos tiene una ecuación de velocidad bien
Definida que depende del número de moléculas (la molecularidad)
Del paso.
➔La suma de los pasos elementales de un mecanismo de pasos Múltiples debe dar siempre la ecuación química del proceso total.
➔Si un mecanismo tiene varios pasos elementales, la velocidad
Global está determinada por el paso más lento, el llamado paso determinante de la velocidad.
➔El paso 2 es mucho más Rápido que el paso 1; es decir, k2 mayor que K1. (k siendo el paso de reactivo a producto; la flecha). Ej.:
Catalizadores
➔Un catalizador es una Sustancia que modifica la rapidez de una reacción química sin sufrir un cambio Químico permanente en el proceso.
➔Un ejemplo de catalizadores Orgánicos son las enzimas, y de catalizadores inorgánicos podemos encontrar dependiendo De la reacción ejemplos como el bromo o el dióxido de manganeso.
➔Un catalizador que está presente en la misma fase que las
Moléculas reaccionantes es un catalizador
Homogéneo.
Ej.: H2O2(ac) se descompone muy
Lentamente, pero se adhiere NaBr(ac) como catalizador para acelerar
La reacción.
➔Un catalizador heterogéneo Existe en una fase diferente a la de las moléculas reaccionantes, por lo Regular como un sólido en contacto ya sea con reactivos gaseosos o con Reactivos en disolución líquida. Ej.; las moléculas de hidrocarburos se Re-acomodan para formar gasolina con ayuda de lo que se conoce como Catalizadores de “craqueo”.
➔Las enzimas son Catalizadores biológicos utilizados en la mayoría de las reacciones para Conservar la vida.
➔Las reacciones biológicas son catalizada en el sitio activo.
Las sustancias que
Reaccionan en este sitio se llaman sustratos
Y la especificidad de estos puede ser mostrado con el modelo llave-cerradura.
TEMA#2: Equilibrio
–El equilibrio es un estado en el que no se observan cambios conforme el tiempo transcurre.
–Cuando una reacción química llega al estado de equilibrio, las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes en el tiempo, sin que se produzcan cambios visibles en el sistema.
–A nivel molecular existe una gran actividad debido a que las moléculas de reactivos siguen formando moléculas de productos, y éstas a su vez reaccionan para formar moléculas de reactivos.
El concepto de equilibrio y la constante de equilibrio
Al inicio de un proceso reversible, la reacción lleva a la formación de productos. Tan pronto como se forman algunas moléculas de producto, comienza el proceso inverso: estas moléculas reaccionan y forman moléculas de reactivo. El equilibrio químico se alcanza cuando las rapideces de las reacciones en un sentido y en otro se igualan, y las concentraciones de los reactivos y productos permanecen constantes.
CUADERNO:
cuando las velocidades de las reacciones directas e indirectas se igualan y las concentraciones netas de los reactivos y productos permanecen constantes se alcanza el equilibrio químico (solo se calcula en irreversibles)
El equilibrio entre dos fases de la misma sustancia se denomina equilibrio físico porque los cambios que suceden son procesos físicos. La evaporación de agua en un recipiente cerrado a una temperatura determinada es un ejemplo de equilibrio físico.