Cinética química

INTRODUCCIÓN: en ésta práctica tuvimos como fin último fue observar y determinar cómo y por qué la concentración de los reactivos afecta de manera directa la velocidad de la reacción. [1]

1.1 Cinética química: Refiere a la rapidez o velocidad de una reacción; la cinética química es el área de la química que se ocupa del estudio de la velocidad, o rapidez con que ocurre una reacción química. La palabra “cinética” sugiere movimiento o cambio; en este caso, cinética se refiere a la rapidez de reacción, que se refiere al cambio en la concentración de un reactivo o de un producto con respecto del tiempo (M/s). [1]

1.2 Ley de rapidez: expresa la relación de la rapidez de una reacción con la constante

de rapidez y la concentración de los reactivos, elevados a alguna potencia. Para la reacción general

aA + bB ⎯→ cC + dD

La ley de rapidez tiene la forma rapidez = k [A]x[B]y

Donde x y y son números que se determinan experimentalmente. Observe que, en general, x y

y no son iguales a los coeficientes estequiométricos a y b. Cuando conocemos los valores de x, y y k, podemos utilizar la ecuación de rapidez para calcular la rapidez de la reacción, dadas las concentraciones de A y B.

Los exponentes x y y especifican las relaciones entre las concentraciones de los reactivos

A y B y la rapidez de la reacción. Al sumarlos, obtenemos el orden de reacción global, que se define como la suma de los exponentes a los que se elevan todas las concentraciones de reactivos que aparecen en la ley de rapidez. [1]

1.3 Relación entre la concentración de reactivos y el tiempo:

Las expresiones de las leyes de la rapidez permiten calcular la rapidez de una reacción a partir de la constante de rapidez y de la concentración de los reactivos. Las leyes de la rapidez también se utilizan para determinar las concentraciones de los reactivos en cualquier momento durante el curso de una reacción. Ilustraremos esta aplicación considerando primero dos de las leyes de rapidez más comunes, las que se aplican a las reacciones de primer orden global y las que se aplican a reacciones de segundo orden global. [1]

1.3.1. Reacciones de primer orden

Una reacción de primer orden es una reacción cuya rapidez depende de la concentración de un reactivo elevada a la primera potencia. En una reacción de primer orden del tipo

A ⎯→ producto; la rapidez es:

; A partir de la ley de rapidez, también conocemos que rapidez = k [A].

Para obtener las unidades de k para esta ley de rapidez, escribimos K=Rapidez/[A] =(M/s)/M=1/s

Si igualamos las formulas tenemos qué:

-∆[A]/∆t=K[A]

Que mediante el despeje y aplicando propiedades matemáticas demostramos qué:

Ln[A]i/[A]0= -Kt

Y de dónde luego podemos obtener

ln [A]t = –kt + ln [A]0

Qué comparado con la ecuación de la recta quedaría así:

[1]

1.3.2. Reacciones de segundo orden

Una reacción de segundo orden es una reacción cuya rapidez depende de la concentración de uno de los reactivos elevada a la segunda potencia o de la concentración de dos reactivos diferentes, cada uno elevado a la primera potencia. El tipo más sencillo comprende sólo una clase de molécula como reactivo:

A ⎯→

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