Quimica Tercero Medio

INTRODUCCIÓN

En este trabajo aprenderemos que es Cinética y Equilibrio químico, y el uso que se le da a ambos en la química. Para tener una idea de lo que veremos más adelante aquí se encuentran las definiciones de ambos términos.

La cinética química estudia la rapidez o velocidad de las reacciones químicas. Una pequeña cantidad de factores son los encargados de controlar la rapidez de una reacción. La investigación de los factores da a conocer información sobre cómo lo reactivos se trasforman en productos en una reacción química.

El equilibrio es un estado en el que no se observan cambios durante el tiempo transcurrido Se dice que existe equilibrio químico cuando los reactantes se forman con la misma velocidad que los productos, la composición de la mezcla es constante y no varía con el tiempo, esta condición es dinámica y reactiva en ambas direcciones.

La característica más importante del estado de equilibrio químico es que las reacciones directa e inversa tienen lugar con igual velocidad equilibrándose mutuamente y evitando cualquier variación en la composición de la mezcla reaccionante.

CINETICA QUIMICA

La cinética química es el área de la química que tiene que ver con la rapidez o velocidad con que ocurre una reacción. La velocidad de la reacción es el cambio en la concentración de un reactivo o de un producto con respecto al tiempo.

Si A B v = /[A] o v = /[B]

k / t / t

La velocidad es proporcional a la concentración de los reactivos y a una constante de proporcionalidad llamada constante de velocidad (k)

TEORIA DE LAS COLISIONES

Para que se realice una reacción es indispensable que las partículas en reacción estén en contacto; este se produce por medio de choques.

Al producirse las colisiones, las distancias entre las partículas que reaccionan son mínimas, lo cual puede producir rotura y creación de enlaces, originando los productos de la reacción. Existen reacciones que son lentas y otras rápidas, lo cual significa que no en todos los choques se lleva a cabo una reacción. Para que la reacción se produzca, las moléculas chocan, pero estas a su vez deben tener una energía elevada para llevar a cabo la reacción. Para romper los enlaces de las moléculas de las sustancias y poder adquirir un reordenamiento atómico, se requiere una cantidad determinada de energía de activación. Si dos moléculas (A2 y B2) chocan, puede presentarse los siguientes casos:

• Si las dos moléculas poseen la energía de activación, la colisión es eficaz y da como resultado los productos de reacción. Para que un choque resulte eficaz se necesita, además de que las tengan la energía adecuada, que su orientación espacial sea favorable al producirse la colisión.

• Cuando las moléculas no tienen la energía de activación, al chocar estas rebotan y se alejan.

No todos los choques son efectivos; para que un choque sea eficaz, produzca reacción, es necesario que se cumpla:

• Que el choque se produzca en una orientación adecuada para la ruptura de los enlaces.

• Que las moléculas que colisionan tengan la suficiente energía para que en el choque sus enlaces se rompan. A estas moléculas se les llama “moléculas activadas”, y a la energía mínima necesaria se le llama “energía de activación”.

• Ha sido determinado experimentalmente que las reacciones no transcurren de forma inmediata, sino que se produce un compuesto intermedio, llamado Complejo Activado, que puede considerarse como un agregado molecular de los reactivos ; una vez formado, el complejo activado se descompone por poseer una energía más alta que reactivos y que productos. La formación del complejo activado supone superar la energía de activación.

VELOCIDAD DE REACCION

Se define la velocidad de una reacción química como la cantidad de sustancia formada o transformada por unidad de tiempo.

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, 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 concentración de uno de los reactivos o productos a lo largo del tiempo, para medir la velocidad de una reacción necesitamos medir, la cantidad de reactivo que desaparece por unidad de tiempo, 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.

Ley de velocidad y el orden de la reacción

Es una expresión matemática que describe la variación de velocidad en función de le concentración de los reactantes e incluye la constante de velocidad, K; esta mide la influencia de los otros factores sobre la reacción. Generalmente los valores grandes de K, corresponden a reacciones rápidas y valores pequeños para las lentas.

La ley de velocidad se determina experimentalmente, programando una serie de ensayos a temperatura constante de tal manera que varia sistemáticamente la concentración de cada uno de los reactantes manteniendo constante la de otros y en cada caso existe la velocidad inicial.

La ecuación o fórmula general de la ley de la velocidad es:

Velocidad = K [A]n [B]m...

Temperatura: Generalmente la velocidad de una reacción química aumenta al aumentar la temperatura, debido a que así la energía cinética de las moléculas en reacción aumenta, las moléculas se mueven con mayor rapidez, lo que produce que ocurra mayor cantidad de choques efectivos y obtengamos los productos más rápidamente.

Catálisis: Un catalizador es una sustancia que aumenta la velocidad de una reacción química. Un catalizador puede recuperarse sin haber sufrido cambio alguno al final de la reacción.

Ej: El oxigeno puede prepararse por calentamiento del clorato de potasio (KCl3) mismo; o se puede utilizar una pequeña cantidad de dióxido de manganeso (MnO2) como un catalizador para esta reacción. Cuando el Mn02 se halla presente, la reacción es más rápida y la descomposición del KClO3 se realiza a una velocidad satisfactoria a más baja temperatura.

MnO2

2KClO3 2KCl + 3O2

El catalizador se escribe sobre la flecha en la ecuación química, puesto que un catalizador no afecta la estequiometria general de la reacción. El MnO2 puede recuperarse

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