La termodinámica

La termodinámica nos permite conocer la espontaneidad ó no espontaneidad de las reacciones, pero no nos informa de la rapidez con que tendrá lugar el proceso de transformación de los reactivos en productos: puede ser rápida, lenta, o incluso, puede no ocurrir nunca de modo apreciable. El estudio de estos aspectos es el objeto de la cinética química. La cinética química es la parte de la química que trata de la velocidad con que suceden las reacciones, de los factores que influyen en ella y del mecanismo a través del cual los reactivos se transforman en productos. Velocidad de reacción: representa la rapidez con que tiene lugar la transformación química de unas sustancias, los reactivos, en otras distintas, los productos. Velocidad media de una reacción se mide a partir de la disminución de la concentración de un reactivo o el aumento de la concentración de un producto en un intervalo de tiempo. Las velocidades suelen medirse en moles por litro y segundo (mol.L-1.s-1.) Supongamos la reacción homogénea: aA + bB → cC + dD Para que la velocidad de la reacción sea la misma tomando una u otra sustancia y que sea siempre positiva, las velocidades podrían ser expresadas de la siguiente manera: Vmedia de reacción = - 1/a. Δ [A] / Δ t =- 1/b. Δ [B] / Δ t Vmedia de reacción = 1/c. Δ[C] / Δ t = 1/d. Δ[D] / Δ t Es decir la velocidad media de reacción no es constante, sino que varía según el intervalo de tiempo elegido, por lo que al comienzo de la reacción es más elevada y va disminuyendo gradualmente hasta llegar a ser nula cuando la reacción se completa. - La velocidad instantánea: se expresa mediante la derivada de la concentración con respecto al tiempo de un reactivo o de un producto dividida por su correspondiente coeficiente estequiométrico y convertida en una cantidad positiva. V instantánea de reacción = - 1/a. d[A] / Δ t =- 1/b. d[B] / Δ t V instantánea de reacción = 1/c. d[C] / Δ t = 1/d. d[D] / Δ t Orden de reaccion En cinética química, el orden de reacción con respecto a cierto reactivo, es definido como la potencia (exponencial) a la cual su término de concentración en la ecuación de tasa es elevado. Por ejemplo, dada una reacción química 2A + B — > C con una ecuación de tasa r = k [A]2 [B]1 el orden de reacción con respecto a A sería 2 y con respecto a B sería 1, el orden de reacción total sería 2 + 1 = 3. No es necesario que el orden de una reacción sea un número entero; cero y valores fraccionarios de orden son posibles, pero ellos tienden a ser enteros. Ordenes de reacción pueden ser determinados solamente por experimentos. Su conocimiento conduce a conclusiones sobre el mecanismo de reacción. El orden de reacción no está necesariamente relacionado a la estequiometría de la reacción, a menos que la reacción sea elemental. Reacciones complejas pueden tener o no órdenes de reacción iguales a sus coeficientes estequiométricos.

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