Cinètica Química: Velocitat, Mecanismes i Factors

Conceptes Fonamentals de Cinètica Química

Ordre total: La n i és la suma dels ordres parcials. Ordre parcial: L'exponent que tenen els reactius que intervenen en l'equació de velocitat. Velocitat: Variació de la concentració dels reactius a mesura que transcorre el temps. Si l'interval de temps és molt petit, es diu velocitat instantània.

Important: A mesura que avança la reacció i segons l'equació de velocitat, aquesta disminueix. També, quan hagin transcorregut uns minuts, la velocitat de la reacció haurà disminuït.

Mecanismes i Etapes de la Reacció

Etapa elemental: És cadascuna de les diferents reaccions que formen part del mecanisme. Mecanisme de reacció: Conjunt de reaccions elementals que se succeeixen per acabar produint la reacció final.

Factors que Afecten la Velocitat de Reacció

1. Temperatura

Augmentar la temperatura afavoreix un augment de l'energia cinètica de les partícules i això facilitarà que s'arribi al valor necessari de l'energia d'activació (Ea). Un augment de T augmenta la velocitat de les partícules i això fa que els xocs siguin més fructífers.

2. Equació d'Arrhenius

Fórmula que relaciona l'Ea, la T i la constant k. A és el factor que té en compte la freqüència de col·lisions i T és la temperatura absoluta.

3. Estat de divisió

• Sòlid + Líquid: La velocitat augmenta si el sòlid està molt triturat.
• Líquid + Líquid: La reacció és més ràpida si la remenem.
• Gas + Sòlid: Augmenta la velocitat si el sòlid està més triturat.

4. Naturalesa química dels reactius

Partícules amb estructures més complexes tindran major dificultat en trobar la posició adient al xoc.

5. Concentració dels reactius

Com més gran sigui la concentració, més gran serà la velocitat. Si hi ha més partícules, hi haurà més possibilitat de xoc, de manera que serà més ràpida la formació de productes.

6. Addició de catalitzadors

Substàncies molt selectives que modifiquen l'Ea. Es troben a l'inici de la reacció i es recuperen íntegrament quan s'acaba la reacció. Si el catalitzador fa disminuir l'Ea, la velocitat augmenta; si el catalitzador fa augmentar l'Ea, la velocitat disminueix (inhibidors).

Tipus de catàlisi

• Catàlisi homogènia: Reactius i catalitzador es troben en el mateix estat físic.
• Catàlisi heterogènia: Reactius en estat gas i el catalitzador és un sòlid, generalment un metall de transició.

Energia d'Activació (Ea)

L'Energia d'Activació (Ea) és l'energia mínima que han d'absorbir les molècules perquè, quan col·lisionin, la seva energia cinètica els permeti dur a terme la reacció química. És una barrera energètica que cal superar en el moment de les col·lisions perquè es produeixi una reacció química. Si l'Ea té valors alts, serà més difícil que els xocs siguin eficaços i que es produeixi la reacció, resultant en una velocitat més baixa. Si l'Ea té valors baixos, serà més fàcil que els xocs siguin eficaços i es produeixi la reacció, i la seva velocitat serà elevada.