cinetica reacciones 1.doc

[UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS] MARCOS]

11 de noviembre de 2016

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA, METALURGICA Y GEOGRAFICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA CURSO: Química general

INFORME 11: Cinética de las eacci!nes ALUMNO:

[UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS]


1"# O$%eti&!s: •

Calcular la velci!a! !e una reaccin "uimica# $ el em%le !e l& ca'ali(a!re&

•

Calcular el r!en !e la reaccin "uimica

•

Me!ir el 'iem% "ue curre una reaccin "uimica

•

Me!ir el e)ec' !e !& )ac're&: 'em%era'ura $ cncen'raci*n !e un reacc'iv en la velci!a! !e la reaccin

'"# F(nda)ent! te*ic!:

La cin+'ica "uímica , cine'"uímica- e& un .rea !e la /&ic"uímica "ue &e encarga !el e&'u!i !e la ra%i!e( !e reacci*n# c*m cam0ia la ra%i!e( !e reacci*n 0a1 cn!icine& varia0le& $ "u+ even'& mleculare& &e e)ec'2an !uran'e la reacci*n general ,Di)u&i*n# ciencia !e &u%er/cie&# ca'.li&i&-3 La cin+'ica "uímica e& un e&'u!i %uramen'e em%íric $ e4%erimen'al5 la "uímica cu.n'ica %ermi'e in!agar en la& mec.nica& !e reacci*n# l "ue &e cnce cm !in.mica "uímica3



+"#Raide- de eacci*n La Ra%i!e( !e reacci*n e&'. cn)rma!a %r la ra%i!e( !e )rmaci*n $ la ra%i!e( !e !e&cm%&ici*n3 E&'a ra%i!e( n e& cn&'an'e $ !e%en!e !e vari& )ac're&# cm la cncen'raci*n !e l& reac'iv&# la %re&encia !e un ca'ali(a!r# la 'em%era'ura !e reacci*n $ el e&'a! )í&ic !e l& reac'iv&3 Un !e l& )ac're& m.& im%r'an'e& e& la cncen'raci*n !e l& reac'iv&3 Cuan' m.& %ar'ícula& e4i&'an en un vlumen# m.& cli&ine& 6a$ en're la& %ar'ícula& %r uni!a! !e 'iem%3 Al %rinci%i# cuan! la cncen'raci*n !e reac'iv& e& ma$r# 'am0i+n e& ma$r la %r0a0ili!a! !e "ue &e !en cli&ine& en're la& ml+cula&# $ la ra%i!e( e& ma$r3 A me!i!a "ue la reacci*n avan(a# al ir !i&minu$en! la cncen'raci*n !e l& reac'iv&# !i&minu$e la %r0a0ili!a! !e cli&i*n $ cn ella la ra%i!e( !e la reacci*n3 Para una reacci*n !e la )rma:



la le$ !e la ra%i!e( !e )rmaci*n e& la &iguien'e:

vR e& la ra%i!e( !e la reacci*n# , 7 8c A- la !i&minuci*n !e la cncen'raci*n !el %r!uc' A en el 'iem% 8'3 E&'a ra%i!e( e& la ra%i!e( me!ia !e la reacci*n# %ue& '!a& la& ml+cula& nece&i'an 'iem%& !i&'in'& 6a&'a "ue e&'a& reaccinan3 La ra%i!e( !e a%arici*n !el %r!uc' e& igual a la ra%i!e( !e !e&a%arici*n !el reac'iv3 De e&'e m!# la le$ !e la ra%i!e( &e %ue!e e&cri0ir !e la &iguien'e )rma:

+"1 Oden de eacci*n Para ca!a reacci*n &e %ue!e )rmular una ecuaci*n# la cual !e&cri0e cuan'a& %ar'ícula& !el reac'iv reaccinan en're ella&# %ara )rmar una can'i!a! !e %ar'ícula& !el %r!uc'3 Para una reacci*n !e la )rma:

e&' &igni/ca# "ue !& %ar'ícula& A cli&inan cn una %ar'ícula 9# una %ar'ícula C $ una %ar'ícula D %ara )rmar el %r!uc' E3 Sin em0arg# la %r0a0ili!a! !e "ue cinc %ar'ícula& cli&inen al mi&m 'iem% $ cn energía &u/cien'e# e& e&ca&a3



M.& %r0a0le e& "ue !&  're& %ar'ícula& cli&inen $ )rmen un %r!uc' in'erme!i# e&'e %r!uc' in'erme!i cli&ina cn la& !em.& %ar'ícula& $ )rma 'r& %r!uc'& in'erme!i& 6a&'a )rmar el %r!uc' E# a"uí un e1em%l:

La !e&cm%&ici*n !e la reacci*n %rinci%al en llama!a& reaccine& elemen'ale& $ el an.li&i& !e e&'a& n& mue&'ra e4ac'amen'e cm curre e&'a reacci*n3 Pr me!i !e m+'!& e4%erimen'ale&  %r %remi&a& &e %ue!e !e'erminar la !e%en!encia !e la ra%i!e( !e la& reaccine& elemen'ale& cn la& cncen'racine& !e l& cm%nen'e& A# 9# C $ D3 El r!en !e reacci*n e&'. !e/ni! cm la &uma !e l& e4%nen'e& !e la& cncen'racine& en la le$ ra%i!e( !e la reacci*n3 E&'e e& 'am0i+n llama! r!en ''al !e reacci*n# %ue& el r!en !e%en!e !el reac'iv "ue &e analice3 El r!en !e la reaccine& &e !e'ermina e4%erimen'almen'e3 Para una reacci*n 6i%'+'ica !e la )rma:

la ra%i!e( !e reacci*n &e !e/ne cm: r  ;r> !en'a la ra%i!e( !e reacci*n $ >;> e& la cn&'an'e !e ra%i!e(3 La ra%i!e( !e la& reaccine& "uímica& a0arca e&cala& !e 'iem% mu$ am%lia&3 Pr e1em%l# una e4%l&i*n %ue!e currir en men& !e un &egun!5 la ccci*n !e un alimen' %ue!e 'ar!ar minu'& u 6ra&

+"' Fact!es .(e a/ectan a la aide- de las eacci!nes



E4i&'en vari& )ac're& "ue a)ec'an la ra%i!e( !e una reacci*n "uímica: la cncen'raci*n !e l& reac'iv&# la 'em%era'ura# la e4i&'encia !e ca'ali(a!re& $ la &u%er/cie !e cn'ac'& 'an' !e l& reac'iv& cm !el ca'ali(a!r3 L& ca'ali(a!re& %ue!en aumen'ar  !i&minuir la velci!a! !e reacci*n3

Te)eat(a Pr nrma general# la ra%i!e( !e reacci*n aumen'a cn la 'em%era'ura %r"ue al aumen'arla incremen'a la energía cin+'ica !e la& ml+cula&3 Cn ma$r energía cin+'ica# la& ml+cula& &e mueven m.& r.%i! $ c6can cn m.& )recuencia $ cn m.& energía3 El cm%r'amien' !e la cn&'an'e !e ra%i!e(  ce/cien'e cin+'ic )ren'e a la 'em%era'ura  lnA 7 ,Ea ? R-,@ ? T 7 @ ? T@- e&'a ecuaci*n lineali(a!a e& mu$ 2'il a %ue!e &er !e&cri' a 'rav+& !e la Ecuaci*n !e Arr6eniu& B  Ae4%, 7 EA ? RT- !n!e B e& la cn&'an'e !e la ra%i!e(# A e& el )ac'r !e )recuencia# EA e& la energía !e ac'ivaci*n nece&aria $ T e& la 'em%era'ura# al lineali(arla &e 'iene "ue el lgari'm ne%erian !e la cn&'an'e !e ra%i!e( e& inver&amen'e %r%rcinal a la 'em%era'ura# cm &igue: ln,;@ ? ;- la 6ra !e calcular la energía !e ac'ivaci*n e4%erimen'almen'e# $a "ue la %en!ien'e !e la rec'a 0'eni!a al gra/car la mencina!a le$ e&: EA?R# 6acien! un &im%le !e&%e1e &e 0'iene ).cilmen'e e&'a energía !e ac'ivaci*n# 'man! en cuen'a "ue el valr !e la cn&'an'e univer&al !e l& ga&e& e& @3cal?B ml3 Para un 0uen n2mer !e reaccine& "uímica& la ra%i!e( &e !u%lica a%r4ima!amen'e ca!a !ie( gra!& cen'ígra!&3

Estad! F0sic! de l!s Reacti&!s Si en una reacci*n in'erac'2an reac'iv& en !i&'in'a& )a&e&# &u .rea !e cn'ac' e& menr $ &u ra%i!e( 'am0i+n e& menr3 En cam0i# &i el .rea !e cn'ac' e& ma$r# la ra%i!e( e& ma$r3 Al encn'rar&e l& reac'iv& en !i&'in'a& )a&e& a%arecen nuev& )ac're& cin+'ic& a anali(ar3 La %ar'e !e la reacci*n "uímica# e& !ecir# 6a$ "ue e&'u!iar la ra%i!e( !e 'ran&%r'e# %ue& en la ma$ría !e l& ca&& e&'a& &n muc6 m.& len'a& "ue la ra%i!e( in'rín&eca !e la reacci*n $ &n la&



e'a%a& !e 'ran&%r'e la& "ue !e'erminan la cin+'ica !el %rce&3 N ca0e !u!a !e "ue un ma$r .rea !e cn'ac' re!uce la re&i&'encia al 'ran&%r'e# %er 'am0i+n &n mu$ im%r'an'e& la !i)u&ivi!a! !el reac'iv en el me!i# $ &u &lu0ili!a!# !a! "ue e&'a e& el lími'e !e la cncen'raci*n !el reac'iv# $ viene !e'ermina!a %r el e"uili0ri en're la& )a&e&3

esencia de (n catali-ad! L& ca'ali(a!re& aumen'an  !i&minu$en la ra%i!e( !e una reacci*n &in 'ran&)rmar&e3 Suelen em%erar la &elec'ivi!a! !el %rce&# aumen'an! la 0'enci*n !e %r!uc'& n !e&ea!&3 La )rma !e acci*n !e l& mi&m& e& m!i/can! el mecani&m !e reacci*n# em%lean! %a&& elemen'ale& cn ma$r  menr energía !e ac'ivaci*n3 E4i&'en ca'ali(a!re& 6mg+ne&# "ue &e encuen'ran en la mi&ma )a&e "ue l& reac'iv& ,%r e1em%l# el 6ierr III en la !e&cm%&ici*n !el %er*4i! !e 6i!r*gen- $ ca'ali(a!re& 6e'erg+ne&# "ue &e encuen'ran en !i&'in'a )a&e ,%r e1em%l la malla !e %la'in en la& reaccine& !e 6i!rgenaci*n-3 L& ca'ali(a!re& 'am0i+n %ue!en re'ar!ar reaccine&# n &l acelerarla&# en e&'e ca& &e &uelen cncer cm re'ar!an'e&  in6i0i!re&# l& cuale& im%i!en la %r!ucci*n3

C!ncentaci*n de l!s eacti&!s La ma$ría !e la& reaccine& &n m.& r.%i!a& en %re&encia !e un ca'ali(a!r $ cuan' m.& cncen'ra!& &e encuen'ren l& reac'iv&# ma$r )recuencia !e cli&i*n3



La 0'enci*n !e una ecuaci*n "ue %ue!a em%lear&e %ara %re!ecir la !e%en!encia !e la ra%i!e( !e reacci*n cn la& cncen'racine& !e reac'iv& e& un !e l& 01e'iv& 0.&ic& !e la cin+'ica "uímica3 E&a ecuaci*n# "ue e& !e'ermina!a !e )rma em%írica# reci0e el nm0re !e ecuaci*n !e ra%i!e(3 De e&'e m! &i cn&i!eram& !e nuev la reacci*n 6i%'+'ica la ra%i!e( !e reacci*n >r> %ue!e e4%re&ar&e cm L& '+rmin& en're crc6e'e& &n la& mlari!a!e& !e l& reac'iv& $ l& e4%nen'e& m $ n &n ce/cien'e& "ue# &alv en el ca& !e una e'a%a elemen'al n 'ienen %r "ue e&'ar relacina!& cn el ce/cien'e e&'e"uim+'ric !e ca!a un !e l& reac'iv&3 L& valre& !e e&'& e4%nen'e& &e cncen cm r!en !e reacci*n3

esi*n En una reacci*n "uímica# &i e4i&'e una ma$r %re&i*n en el &i&'ema# +&'a va a variar la energía cin+'ica !e la& ml+cula&3 En'nce&# &i e4i&'e una ma$r %re&i*n# la energía cin+'ica !e la& %ar'ícula& va a aumen'ar $ la reacci*n &e va a vlver m.& ra%i!a3 E4ce%' en l& ga&e&# "ue al aumen'ar &u %re&i*n aumen'a 'am0i+n el mvimien' !e &u& %ar'ícula& $# %r 'an'# la ra%i!e( !e reacci*n3



Ene20a de Acti&aci*n En @# el "uímic &uec Svan'e Arr6eniu& &ugiri* "ue la& ml+cula& !e0en %&eer una can'i!a! mínima !e energía %ara reaccinar3 E&a energía %rviene !e la energía cin+'ica !e la& ml+cula& "ue cli&inan3 La energía cin+'ica &irve %ara riginar la& reaccine&# %er &i la& ml+cula& &e mueven mu$ len'# la& ml+cula& &l re0'ar.n al c6car cn 'ra& ml+cula& $ la reacci*n n &uce!e3 Para "ue reaccinen la& ml+cula&# +&'a& !e0en 'ener una energía cin+'ica ''al "ue &ea igual  ma$r "ue cier' valr mínim !e energía llama! energía !e ac'ivaci*n ,Ea-3



Una cli&i*n cn energía Ea  ma$r# cn&igue "ue l& .'m& !e la& ml+cula& alcancen el e&'a! !e 'ran&ici*n3 Per %ara "ue &e lleve a ca0 la reacci*n e& nece&ari 'am0i+n "ue la& ml+cula& e&'+n rien'a!a& crrec'amen'e3 La cn&'an'e !e la ra%i!e( !e una reacci*n ,;- !e%en!e 'am0i+n !e la 'em%era'ura $a "ue la energía cin+'ica !e%en!e !e ella3 La relaci*n en're ; $ la 'em%era'ura e&'. !a!a %r la ecuaci*n !e Arr6eniu&:

# 'am0i+n# e4%re&a!a en )rma !e lgari'm& ne%erian&:

Dn!e A e& el )ac'r !e )recuencia !e la ma'eria %rima cn la %re&i*n3

cinetica reacciones 1.doc

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