INFORME DE LA PRÁCTICA N° 8 Título: ​Cinética Química

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE QUÍMICA

CURSO: QUÍMICA GENERAL-LABORATORIO

INFORME DE LA PRÁCTICA N° 8

Título: ​Cinética Química

Mesa N°: 3

Horario de práctica: ​viernes 2:00 p.m. – 4:00 p.m.

Profesora: ​Vásquez Flor

Año: 2020

LIMA – PERÚ

1. INTRODUCCIÓN:

La cinética estudia la velocidad o rapidez con la que ocurre una reacción química. La rapidez de reacción se refiere a cambio en la concentración de un reactivo o de un producto con respecto al tiempo de reacción. En la naturaleza se presentan una diversidad de reacciones espontaneas y ocurren a diferentes velocidades. Algunos procesos, como las etapas iniciales de la visión, la fotosíntesis y las reacciones nucleares en cadena, ocurren a una rapidez muy corta, del orden 1x10-12s a 1x10-6s. Otros, como la polimeracion del cemento y la conversión del grafito en diamante, requieren millones de años para completarse. En un nivel practico, el conocimiento de la rapidez de las reacciones es de gran utilidad para el diseño de fármacos, el control de la contaminación y el procesamiento de alimentos, entre otros.

1. OBJETIVOS:

• Medir el tiempo en que ocurre una reacción química.
• Medir el efecto de 2 factores: temperatura y concentración de un reactivo en la velocidad de reacción.

1. MARCO TEÓRICO:

1. VELOCIDAD DE REACCIÓN:

La velocidad de reacción no es constante. Al principio, cuando la concentración de reactivos es mayor, también es mayor la probabilidad de que se den choques entre las moléculas de reactivo, y la velocidad es mayor. A medida que la reacción avanza, al ir disminuyendo la concentración de los reactivos, disminuye la probabilidad de choques y con ella la velocidad de la reacción. La medida de la velocidad de reacción implica la medida de la concentración de uno de los reactivos o productos a lo largo del tiempo, esto es, para medir la velocidad de una reacción necesitamos medir, bien la cantidad de reactivo que desaparece por unidad de tiempo, bien la cantidad de producto que aparece por unidad de tiempo. La velocidad de reacción se mide en unidades de concentración/tiempo, esto es, en moles/s.

Son varios los factores que influyen en la velocidad de una reacción química. Uno de ellos fundamental es la concentración de los reactivos y el otro la temperatura. El aumento de la concentración de los reactivos hace más probable el choque entre dos moléculas de los reactivos, con lo que aumenta la probabilidad de que entre estos reactivos se dé la reacción.
En el caso de reacciones en estado gaseoso la concentración de los reactivos se logra aumentando la presión, con lo que disminuye el volumen.
Si la reacción se lleva a cabo en disolución lo que se hace es variar la relación entre el soluto y el disolvente.

En la simulación puedes variar la concentración de una o de ambas especies reaccionantes y observar cómo influye este hecho en la velocidad de la reacción química.

Un aumento de temperatura también aumenta la velocidad de la reacción, con independencia de que ésta sea exotérmica o endotérmica. La explicación está en el hecho de que, al aumentar la temperatura, aumenta el número de moléculas con una energía igual o mayor que la energía de activación, con lo que aumenta el número de choques efectivos. La velocidad de la reacción se duplica por cada 10ºC de aumento de temperatura.

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1. FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE LA 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 poder evitar la putrefacción de los alimentos los introducimos en la nevera o en el congelador. Por el contrario, si queremos cocinar los alimentos, los introducimos en el horno o en una cazuela puesta al fuego.

• Grado de División o Estado Físico de los Reactivos:

En general, las reacciones entre gases o entre sustancias en disolución son rápidas ya que las mismas están finamente divididas, mientras que las reacciones en las que aparece un sólido son lentas, ya que la reacción sólo tiene lugar en la superficie de contacto.

Si en una reacción interactúan reactivos en distintas fases, su área de contacto es menor y su rapidez también es menor. En cambio, si el área de contacto es mayor, la rapidez es mayor.

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.

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• Naturaleza de los reactivos:

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, por el contrario, la oxidación de la plata es muy lenta y la velocidad de la oxidación del hierro es intermedia entre las dos anteriores.

Otros ejemplos:

• catión hierro (III) (aq) + catión cromo (II) (aq) → catión hierro (II) (aq) + catión cromo (III) (aq); muy rápida
• monóxido de nitrógeno (g) + oxígeno (g) → dióxido de nitrógeno (g); moderada
• metano (g) + oxígeno (g) → anhídrido carbónico (g) + agua (l); muy lenta.

¿A qué se debe esta diferencia en las velocidades? La primera reacción no requiere la ruptura ni formación de enlaces, sino que consiste simplemente en un intercambio de electrones de unos iones a otros. La segunda requiere la ruptura del enlace O=O, y la formación de dos nuevos. Por último, la tercera reacción requiere la ruptura de seis enlaces y la formación de otros seis nuevos. 

Según se aprecia en estos ejemplos, puede decirse de forma aproximada que, a temperatura ordinaria, las reacciones que no implican un reajuste de enlaces, como en algunas reacciones redox en las que solo hay intercambio de electrones entre iones suelen ser muy rápidas. Esto es lo que ocurre en casi todas las reacciones entre iones. En cambio, cuando se requiere la ruptura y formación de varios enlaces, las reacciones suelen ser muy lentas.

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