Clase_cinética 1

Cinética química
a A + b B c C + d D
•Velocidad de reacción
1 d [ A]
1 d [ B ] 1 d [C ] 1 d [ D]
v



a dt
b dt
c dt
d dt
(1)
•Ley de velocidad
v  f (T , composició n )
(2)
en algunos casos: v  k ( T )[ A ] [ B ] [ F ] ... (3)
k = constante de velocidad
de reacción
 = orden de reacción respecto
al reactivo A
 = orden de reacción respecto
al componente F
 + +…+  = orden total de
reacción
Ley integrada de
velocidad
Experimentalmente determinamos concentraciones
como función del tiempo. Ej:
P R
¿Cómo se relaciona esto con la velocidad de reacción?
v
d [R]
d [P]

 f (T , composició n )
dt
dt
resolviendo la ecuación
diferencial obtenemos
[R]t , [P]t
Reacción de 1er orden
Consideramos una reacción P R, que sea
de primer orden en P
f (T , composició n )  k (T )[ P ]
d [P]
v
 k (T )[ P ]
dt
integrando
[ P ]  [ P ]0 e  k ( T ) t
Reacción de 2do orden
Consideramos una reacción A + B R, que
sea de segundo orden en A
f (T , composició n )  k (T )[ A]2
d [ A]
v
 k (T )[ A]2
dt
integrando
1
1

 k (T ) t
[ A ] [ A ]0
Dependencia con la
temperatura
Ley de Arrhenius
k (T )  A e
A  A( T )
 E a RT
(4)
factor de frecuencia
E a  E a ( T ) energía de activación
En general
d ln( k )
Ea   R
d (1 T )
(5)
¿Cómo haría para determinar Ea y A si
conociera el valor de k a diferentes
temperaturas?
Determinación de la ley
de velocidad
Método de las velocidades iniciales


v10  k [ A]10
[ B ]0 [ F ]0 


v10
[ A]10






v
[
A
]

20
20 
v20  k [ A]20 [ B ] 0 [ F ] 0 
¿Puede utilizarse este método con otras velocidades que
no sean las iniciales?
Método de aislación
d [ A]
 v  k [ A] [ B ]exc [ F ]exc  k [ A]
dt
luego se determina  mediante:
•gráficas ln[A] Vs t
•gráficas 1/[A] Vs t
•determinación de t1/2
t1 2  ln( 2 ) k
t1 2  2 ( n 1)  1 ( n  1) k [ A ]n0 1
Ejemplos de leyes de
velocidad
H 2  B r2  2 H B r
H2  I2  2 HI
k [ H 2 ][ B r2 ]
v 
1  j [ H B r ] [ B r2 ]
v  k [ H 2 ][ I 2 ]
2 SO 2  O 2   2 SO 3
NO
H2 O2  2 I   2 H   2 H2 O  I 2
v  k [ O 2 ][ NO ] 2
v  k1[ H2 O2 ][ I  ]
+ k 2 [ H2 O2 ][ I  ][ H  ]