CINÉTICA QUÍMICA - 2
ECUACIÓN DE LA VELOCIDAD
relaciona
Velocidad concentración de reaccionantes
Se comprueba experimentalmente
2 N2O5 (g) 4 NO2 (g) + O2 (g) V = k . [N2O5]
2 NO2 (g) 2 NO(g) + O2 (g) V = k . [NO2]2
ECUACIÓN DE LA VELOCIDAD
relaciona
Velocidad concentración de reaccionantes en un instante
En general, para aA + bB + … cC + dD + …
V = k . [A]x . [B]y …
k: constante de la velocidad.
- Unidades: variables (depende del orden de la reacción)
- Depende de Tª.
ORDEN DE UNA REACCIÓN V = k . [A]x . [B]y
De un reactivo: el exponente al que está elevado.
De una reacción: la suma de exponentes x + y + …
CQ -‐ 3
La ecuación de la velocidad de la reacción
2 NO(g) + 2 H2 (g) N2 (g) + H2O (g)
viene dada por la siguiente expresión, hallada experimentalmente:
V = k . [NO]2 . [H2]. ¿Cuál es el orden de esta reacción con respecto a
cada uno de los reactivos?. ¿Y el orden total?
CQ -‐ 4
Calcula las unidades de la constante de velocidad de una reacción
cuyo orden sea:
a) 0 b) 1 c) 2 d) 3
CQ -‐ 5
La reacción: 2A + B C + 2D
es de tercer orden. Escribe tres posibles expresiones
para su ecuación de velocidad.
CQ -‐ 6
La descomposición del N2O5 a 45oC:
2 N2O5 4 NO2 + O2
es una reacción de primer orden con respecto al N2O5.
Sabiendo que la constante de velocidad, a dicha
temperatura, vale 6’08.10-4 s-1, calcula la velocidad de la
reacción cuando:
a) [N2O5] = 0’10 mol.L-1.s-1
b) [N2O5] = 0’30 mol.L-1.s-1
CQ -‐ 7
Para la reacción:
A+B 2C
Al duplicar la concentración del reactivo A, se duplica la
velocidad de la reacción. Sin embargo, cuando se
multiplica por tres la concentración del reactivo B,
solamente se multiplica por 1’73. ¿Cuáles son los
órdenes de la reacción con respecto a los reactivos A y
B?
CQ -‐ 8
A cierta temperatura, el SO2Cl se descompone según:
SO2Cl2 (g) SO2 (g) + Cl2 (g)
Un estudio experimental de la velocidad de esta reacción arrojó
los siguientes datos:
[SO2Cl2]o (mol.L-‐1) Vo (mol . L-‐1.s-‐1)
0’10 2’2 . 10-‐6
0’20 4’4.10-‐6
0’30 6’6.10-‐6
a) Halla la ecuación de la velocidad para la reacción.
b) Calcula el valor de la constante de velocidad de dicha
reacción.
FACTORES QUE MODIFICAN LA VELOCIDAD
Concentración de los reactivos
K depende de temperatura
También depende de las propiedades de los reaccionantes, su estado, del
grado de división y de la presencia de catalizadores.
FACTORES: Tª de la reacción (1)
A > Tª, > velocidad de reacción
Expresión matemática: Ecuación de Arrhenius
A: constante de Arrhenius (unidades de K)
Ea: Energía de Activación
R: 8’31 J.oK.mol-1 o 0’082 atm.L.oK.mol-1
FACTORES: Tª de la reacción (2)
Cálculo de K. Tomando logaritmos neperianos:
Si y = Ln k y x = 1/T y = mx + n
¡recta!
CQ -‐ 9
Para la reacción:
C2H4 (g) + H2 (g) C2H6 (g)
La energía de activación es 181 kJ/mol. A 500oC, la constante de
Velocidad es 2’5.10-2 L.mol-1.s-1.
a) ¿A qué temperatura la constante de velocidad es doble del
valor a 500oC?
b) ¿Cuál es la constante de velocidad a 1000oC?
ECUACIÓN DE LA VELOCIDAD
Rapidez de una reacción
Factores que influyen en la velocidad de una reacción
química
Mecanismo de una reacción (nº de pasos)
Factores que influyen en la velocidad de una reacción (cont.)
Naturaleza y estado Asico de los componentes: ideas clave
Compuestos con tendencia a perder o ganar electrones con facilidad,
reaccionan más rápidamente. P.ej metales alcalinos y halógenos.
Las sustancias con enlaces covalentes ricos en energía son menos reactivos.
Las sustancias en estado gasesos reaccionan más rápidamente que las de
los líquidos y éstas que las de los sólidos.
Las sustancias en disolución suelen reaccionar más rapidamente que si están
en estado sólido.
Las sustancias pulverizadas suelen reaccionar más rápidamente que si no lo
están
Factores que influyen en la velocidad de una reacción (cont.)
C A T A L I Z A D O R E S
Son sustancias que cuando están presentes en una
Def.
reacción química produce una variación en la velocidad.
Caract. No se alteran
Tipos Positivos (aumentan) y Negativos (disminuyen)
Tipos Homogénea (misma fase) y Heterogénea (distinta fase)
MECANISMO DE UNA REACCIÓN
Conjunto de reacciones sencillas (elementales) en las se subdivide la
reacción química global.
Reacción elemental: cada una de las etapas de la reacción global
Nº de moléculas que intervienen: molecularidad (generalmente 1 o 2)
Ejemplo
I2 2I
I2 + H2 H 2I H2 + I2 2 HI
H2I + I2 2 HI
MECANISMO DE UNA REACCIÓN
Para reacciones elementales: El orden de una reacción coincide con su coeficiente
La etapa determinante (la que marca la
velocidad de la reacción global) es la
reacción elemental más lenta
MECANISMO DE UNA REACCIÓN
Act. 23 : 164
La reacción:
2 ICl(g) + H2 (g) 2 HCl (g) + I2 (g)
tiene la ecuación de velocidad v = k . [ICl] . [H2] y se ha
propuesto el siguiente mecanismo:
ICl(g) + H2 (g) HI(g) + HCl(g) (lenta)
HI(g) + ICl (g) HCl(g) + I2 (g) (rápida)
a) Justifica razonadamente la ecuación de la velocidad.
b) Señala la etapa determinante
c) Indica si hay producto intermedio.
d) Calcula la molecularidad de cada reacción elemental
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