Fundamentos de la Cinética Química: Velocidad, Mecanismos y Factores de Reacción

La Cinética química es la parte de la química que estudia la velocidad con la que Transcurren las reacciones químicas. Velocidad de reacción: nº de moles por Unidad de V que se transforman en la unidad de tiempo. Transcurso de las Reacciones químicas: a)Teoría de las colisiones: para que una reaacion se Produzca es necesario que se rompan algunos enlaces de los reactivos, se Reordenen los átomos y se forme enlaces nuevos entre átomos diferentes para dar Lugar a los productos. Para que esto suceda es necesario que los átomos o moléculas De los reactivos choquen entre su y que estos choques sean eficaces. Que los Choques sean eficaces requiere: A) factor energético, k las moléculas tengan la Energía cinética suficiente. B) factor estérico, k las moléculas choquen con la Orientación adecuada para k los nuevos enlaces se puedan formar. B)Teoría del estado de transición: considera k la reacción transcurre a través del llamado complejo activado o estado de transición, especie química formada por las moléculas De reactivos que chocan entre si y en el que algunos enlaces se van debilitando O rompiendo y otros enlaces se van formando. Este proceso se puede reprensentar Mediante diagrama entalpía. Ea: mínima E que debe suministrarse para k la Reacc.Transcurra. Representa, E dificultad energética de una reacción k se Tiene k vencer para k se lleve a cabo la reacción.  Ecuación cinética: expresión k relaciona la V De reacción con las variables que influyen en ella, es decir con la concentración De los R. Experimentalmente se determina con la ley de acción de masas v=K (A) (B). Clases de reacciones: A)Reacciones elem: aquellas que transcurren en una Sola etapa, llamada elemental. El complejo activado se origina por colisión Directa de todos los reaactivos a la vez. Molecularidad, al nº de moléculas k Participan en el choque para formar el complejo activado. El orden de reacción coincide Con la molecularidad, y el orden respecto a cada reactivo coincide con el Coeficiente estequimétrico. Diagrama normal. La V de la reacción depende simultáneamente De la concentración de A y B. B)Reacciones no elem: aquellas que trancurren a través De varias etapas elementales sucesivas. Mecanismo de reacion al conjunto de Etapas elem. Por las k transcurre una reacción. Diagrama . La etapa mas lenta Es la k determina la V de la reacción. En este caso es la 1º que tiene mayor Ea. Factores macroscópicos que afectan a la V reacc.: Naturaleza quim. Reactivos: Las reacciones entre iones en disolución acuosa son muy rápidas ya que no deben Romperse ni formarse enlaces. Estado Físico react: La V de reacción es mayor si Los reactivos están en fase gas k en fase liquida y a su vez, mayor k en fase sólida. Concentración Reactivos: Cuanto mayor sea la concentración de los R mayor será el Nº de moléculas, átomos o iones que habrá en un V dado, y por tanto, mayor será El nº de choques por segundo k se producirán. Temperatura: experimentalmente se Ve k la V de las reacciones quim. Aumenta con la T, ya que al aumentar la T, Aumenta la movilidad de las moléculas reaccionantes y el nº de choques será mayor. Al aumentar la T, aumenta la E cinética de las moléculas y el nº de choques Eficaces será mayor. La velocidad de reacción. K=A.E elevado a –Ea/RT. Catalizadores: son sustancias ajenas a la reacción, se añaden en cantidades muy Pequeñas, aumentan considerablemente la V de una reacción, no alteran los Productos de reacción, tampoco modifican las variables termodinámicas del Proceso.A) Catálisis homogénea: el catalizador está en la misma fase Que los reactivos. El catalizador reacciona con los reactivos formando un Complejo activado diferente de menor Ea. B)Catálisis heterogénea: el Catalizador suele ser solido mientras k los reactivos son líquidos o gases. Su Eficacia se debe a la gran superficie que tienen. Se llaman catalizadores de Contacto. Son muy específicos pues solo catalizan determinadas reacciones.