Reflexiona un momento ∆H= - ∆H= + Factores que afectan la velocidad de reacción: Para que ocurra una reacción https://www.youtube.com/watch?v=z2245FkSnho
Reflexiona un momento
∆H= -
∆H= +
Factores que afectan la velocidad de reacción:
Para que ocurra una reacción
https://www.youtube.com/watch?v=z2245FkSnho
CINÉTICA QUÍMICA Sesión 32
Logro
3
Explica los factores que afectan la velocidad de reacción, interpreta la ley de velocidad y determina la concentración de los reactivos en un momento dado durante el curso de una reacción de primer orden.
• Definición
• Velocidad promedio Velocidad de una reacción
• Teoría de las colisiones y la energía de activación.
• Factores.
Factores que influyen en la velocidad de
reacción
• Constante de velocidad y el orden de una reacción.
• Concentración de reactivos.
La ley de velocidad
Velocidad de Reacción
H5: Utiliza la expresión de ley de velocidad para determinar la constante de velocidad y el orden de reacción.
Ley de velocidad de reacción
5
La relación matemática que existe entre:
La velocidad de reacción = VR La concentración de reactivos = [Reactivos]
se conoce como LEY DE VELOCIDAD
A medida que transcurre una reacción, la concentración de reactivos disminuye
Tiempo
aA(g) bB(g)
Constante de velocidad
(depende de la temperatura) Concentración molar de A (mol/L)
Orden parcial respecto a A
V = k [A]m
• El orden de reacción: indica la relación entre las concentraciones de
los reactivos y la velocidad de reacción.
• NO están relacionados con los coeficientes estequiométricos de la
reacción y se determina experimentalmente (excepto en las
reacciones elementales (mecanismo de un solo paso), donde m=a)
La expresión que relaciona la velocidad con las concentraciones
molares de los reactantes se denomina ley de velocidad
Ley de velocidad de reacción
A(g) B(g)
V = k[A]m
v = [A]0
Orden cero
v = [2A]0
v = [3A]0
V es independiente
de la concentración
A]
v = [A]1
Primer orden
2v = [2A]1
3v = [3A]1
V depende directamente
de la concentración
A]
¿La velocidad depende de la concentración de A?. Indique en qué
caso sí y en qué caso no.
Ley de velocidad y orden de reacción
m y n órdenes parciales respecto a A y B
m +n orden de la reacción global
k constante de velocidad, a mayor K mayor velocidad
aA(g) + bB(g) → cC(g)
Vreacción = k[A]m[B]n
Ficha 3.1-3
Ley de velocidad para una reacción generalizada…
Donde:
Determine el orden de la reacción total, la ley de la velocidad y calcule la
constante de velocidad para la reacción siguiente de los datos siguientes:
S2O82- (ac) + 3I- (ac) → 2SO4
2- (ac) + I3
- (ac)
Experimento [S2O8
2-]
(M)
[I-]
(M)
Velocidad inicial
(M/s)
1 0,08 0,034 2,2x10-4
2 0,08 0,017 1,1x10-4
3 0,16 0,017 2,2x10-4
Vreacción = 0,08 M-1s-1 [S2O82-]1[I-]1 Ley de la velocidad:
k = 0,08 M-1s-1 Constante de velocidad:
Orden de reacción con respecto al S2O82- m = 1
Orden de reacción con respecto al I- n = 1
Veamos el siguiente ejemplo:
F.T. 3.1: 5a)- 5i)
C.T. Actividad 3.1.4
Velocidad de Reacción
H6: Determina la concentración de los reactivos en un momento dado durante el curso de una reacción de primer orden.
Cambio de la concentración con el tiempo
11
La concentración del reactivo disminuye al pasar el tiempo
Hay una relación (ecuación matemática) que nos permite calcular la concentración del reactivo en determinado tiempo
• Para la reacción de descomposición de primer orden:
A(ac) → B(ac)
velocidad = −Δ[A]Δt velocidad = k.[A]1
• Combinamos estas ecuaciones
velocidad = −Δ[A]Δt = k.[A]1
• Si integramos la ley de velocidad para un proceso de primer orden tenemos:
Reacción de orden 1 (o de primer orden)
ln [A]f [A]i
= −kt
Leyes de velocidad integradas
ln [A]f [A]i
= −kt
Donde:
[A]i es la concentración inicial de A. [A]f es la concentración de A en un tiempo, t, durante el curso de la reacción.
ln [A]f = -kt + ln [A]i
13
Tiempo de vida media (t1/2)
• Vida media de una reacción (t1/2), es el tiempo necesario para que la concentración inicial ([A]0) se reduzca a la mitad (50 %).
ln[A]f = ln[A]i – k.t
k t ]ln[2/]ln[ 2/1iAA i
k
2lnt 2/1
Aplicando lo aprendido…
Para la reacción a 40 °C:
A(g) + 2B(g) ----> C(g)
Se sabe que la reacción es de primer orden y que el tiempo de vida media de B es 56 min.
a. Calcula la constante de velocidad (con unidades)
b. Si la concentración inicial de B era 0,04 M, calcula la concentración luego de 40 minutos.
F.T. 3.1: 6a), 6b) C.T. Actividad 3.1.5
16
Problema aplicativo
• Un proceso muy utilizado en la industria de los aceites vegetales, grasas, mantequillas, etc, es la producción de grasas en estado sólido a partir de la hidrogenación de aceites, mediante la siguiente reacción general:
Aceite insaturado + n H2 → Grasa saturada
F.T. 3.1: 7a)-7i)
C.T. Ejercicio integrador
Conclusiones
Orden Ley de
velocidad Ecuación integrada
Tiempo de
vida media
1 v = k[A]1 ln[A]f = ln[A]i – kt t1/2 ln2
k
Resumen
A(ac) → B(ac)
Para la siguiente reacción:
Bibliografía
• BROWN, Theodore (2004) Química: La Ciencia Central . 11va
ed. México D.F. Editorial Pearson Educación.
• CHANG, Raymond (2010). Química. 10ma ed. México: McGraw-
Hill Interamericana Editores S.A.
• BUSTAMANTE, Elena y otros (2013) Química: Cuaderno de
trabajo. 6ta ed. Perú: Universidad Peruana de Ciencias
aplicadas-UPC.
• R. H. Petrucci, W. S. Harwood, F. G. Herring, (2003) Química
General, 8ª edición.Prentice Hall, Madrid,.
• Animaciones Flash interactivas Para Aprender _Factor que
afecta la velocidad : la temperatura http://www.fisica-quimica-
secundaria-bachillerato.es/quimica_interactiva.htm
• Velocidad de una reacción química y concentración de los
reactivos
http://www.youtube.com/watch?v=u4Ic5Yyk7cY&feature=fvsr
Bibliografía
• Cinética_quimica _ Slideboon _
http://www.slideboom.com/presentations/96731/4-
Cinetica_quimica
• Ciencias Naturales – Química _ ¿Qué Factores Afectan la
Velocidad de Reacción
• Cinethttp://odas.educarchile.cl/objetos_digitales_NE/ODAS_Cienci
as/Quimica/factores_afectan_velocidad_reaccion/index.html
• Cinética_quimica
http://www.uam.es/departamentos/ciencias/quimica/aimp/luis/Doc
encia/QB/Este_curso/Presentaciones/4-Cinetica_quimica.ppt.
• Cinética Química
http://www.chm.davidson.edu/vce/kinetics/RateOfReaction.html
• Laboratorio Virtual _ Concentración
http://labovirtual.blogspot.com/search/label/cin%C3%A9tica%20qu
%C3%ADmica
• Factores que afectan la VRX _
http://www.freezeray.com/chemistry.htm
QUÍMICA COPYRIGHT © UPC 2015
Material producido para el curso MA465-Química Coordinadora del curso: Rosario López Cisneros Autor: Docentes del curso