CIN�TICA QU�MICA 2

							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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