Determinacion De La Velocidad De Reaccion Y Equilibrio Quimico

Determinación de la velocidad de reacción y equilibrio químico

Teoría de las colisiones

Factores que modifican la velocidad de una reacción

- Concentración de reactivos

- Temperatura

- Naturaleza de los reactivos

- Uso de catalizadores

Reacciones reversibles e irreversibles

Determinación del valor de la constante de equilibrio químico

Factores que afectan el equilibrio químico de un proceso

- Principio de Lechatelier

- Efecto de la concentración

- Efecto de la temperatura

- Efecto de la presión

Factores que afectan el equilibrio químico de un proceso

B Análisis de las características de la termodinámica y termoquímica

Termodinámica y sus variables

- Entropía

- Capacidad calorífica

- Calor especifico

- Entalpia

- Calor de reacción

Calor de formación

- Energía interna

Termoquímica

- Sistemas abiertos, cerrados, adiabáticos.

- Ley de Hees

- Energia

Teoría de colisiones:

La teoría de las colisiones está íntimamente relacionada a la cinética química.

Los átomos de las moléculas de los reactivos están siempre en movimiento, generando muchas colisiones (choques). Parte de estas colisiones aumentan la velocidad de reacción química. Cuantos más choques con energía y geometría adecuada exista, mayor la velocidad de la reacción.

Hay dos tipos de colisiones:

Horizontal – Colisión más lenta

Vertical – Colisión más rápida, colisión efectiva

Veamos los dos modelos de colisiones para la formación de dos moléculas de HCl:

Colisión Horizontal:

Observemos que luego de la primer colisión existe formación de apenas una molécula de HCl. La segunda molécula se formará en la segunda colisión.

Colisión Vertical

Observe que la molécula de H2 se aproxima de la molécula de Cl2 con mucha velocidad. Enseguida, se chocan violentamente formando dos moléculas de HCl que se alejan enseguida.

Factores que modifican la velocidad de una reacción:

Para explicar cómo ocurre una reacción química nos ayudamos de la teoría de las colisiones. Esta teoría considera a las moléculas como partículas que chocan continuamente unas con otras.

Factores que afectan a la velocidad de una reacción química:

Factores que influyen en la velocidad de reacción:

Temperatura

Al aumentar la temperatura, también lo hace la velocidad a la que se mueven las partículas y, por tanto, aumentará el número de colisiones y la violencia de estas. El resultado es una mayor velocidad en la reacción. Se dice, de manera aproximada, que por cada 10 °C de aumento en la temperatura, la velocidad se duplica.

Esto explica por qué para evitar la putrefacción de los alimentos los metemos en la nevera o en el congelador. Por el contrario, si queremos cocinarlos, los introducimos en el horno o en una cazuela puesta al fuego.

Grado de pulverización de los reactivos

Si los reactivos están en estado líquido o sólido, la pulverización, es decir, la reducción a partículas de menor tamaño, aumenta enormemente la velocidad de reacción, ya que facilita el contacto entre los reactivos y, por tanto, la colisión entre las partículas.

Por ejemplo, el carbón arde más rápido cuanto más pequeños son los pedazos; y si está finamente pulverizado, arde tan rápido que provoca una explosión.

Naturaleza química de los reactivos que intervienen en la reacción

Dependiendo del tipo de reactivo que intervenga, una determinada reacción tendrá una energía de activación:

Muy alta, y entonces será muy lenta.

Muy baja, y entonces será muy rápida.

Así, por ejemplo, si tomamos como referencia la oxidación de los metales, la oxidación del sodio es muy rápida, la de la plata es muy lenta y la velocidad de la oxidación del hierro es intermedia entre las dos anteriores.

Concentración de los reactivos

Si los reactivos están en disolución o son gases encerrados en un recipiente, cuanto mayor sea su concentración, más alta será la velocidad de la reacción en la que participen, ya que, al haber más partículas en el mismo espacio, aumentará el número de colisiones.

El ataque que los ácidos realizan sobre algunos metales con desprendimiento de hidrógeno es un buen ejemplo, ya que este ataque es mucho más violento cuanto mayor es la concentración del ácido.

Reacciones reversibles e irreversibles:

Una reacción reversible es una reacción química que se efectúa en ambos sentidos simultáneamente, es decir, los productos reaccionan entre sí y regeneran a los reactivos. Consideremos por ejemplo la reacción de los reactivos A y B que se unen para dar los productos C y D, ésta puede simbolizarse con la siguiente ecuación química1

Los coeficientes estequiométricos, es decir, el número relativo de moles de cada sustancia que interviene en la reacción se indican como a, b para los reactivos y c, d para los productos, mientras que la doble flecha indica que la reacción puede ocurrir en uno u otro sentido, directo e inverso.

Una reacción irreversible es una reacción química que se verifica en un solo sentido, es decir, se prolonga hasta agotar por lo menos una de las sustancias reaccionantes. Puede simbolizarse con la siguiente ecuación química:1

Donde la flecha indica un único sentido para la reacción. En la reacción irreversible la reacción inversa prácticamente no ocurre y en consecuencia en el equilibrio el reactivo en defecto (el que se encuentra en menor cantidad) puede llegar a agotarse. Que un reactivo se agote significa que en el equilibrio su concentración será nula o despreciable (tenderá a cero). un extremo, "casos especiales" de reacciones reversibles.

Determinación del valor de la constante de equilibrio químico:

En un proceso químico, el equilibrio químico es el estado en el que las actividades químicas o las concentraciones de los reactivos y los productos no tienen ningún cambio neto en el tiempo. Normalmente, este sería el estado que se produce cuando una reacción química evoluciona hacia adelante en la misma proporción que su reacción inversa. La velocidad de reacción de las reacciones directa e inversa por lo general no son cero, pero, si ambas son iguales, no hay cambios netos en cualquiera de las concentraciones de los reactivos o productos. Este proceso se denomina equilibrio dinámico.1 2 El concepto de equilibrio químico fue desarrollado

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