Cinética de Reacciones Homogéneas

Cinética de Reacciones
Homogéneas
GL42A, Jueves 27 de Septiembre, 2007
Prof. Martin Reich
Reacciones homogéneas
Reacciones elementales
(o globales)
Son aquellas reacciones que ocurren en UN solo paso,
y la ecuación química refleja exactamente el
mecanismo de reacción
la reacción no puede “decomponerse” en otras
reacciones elementales
Reacciones netas
(o globales)
Son aquellas reacciones que ocurren en MÁS de un paso o
etapa, y la ecuación química NO refleja el
mecanismo de reacción
neta
elementales
Reacciones netas
(o globales)
neta
elementales
Reacciones netas
(o globales)
O2 + O →O3
neta
O2 + hv →2O
O + O 2 → O3
O3 + hv → O2 + O
O + O 3 → 2 O2
elementales
Colisiones...
http://www.chm.davidson.edu/ChemistryApplets/KineticMolecularTheory/Maxwell.html
Teoría cinética de los gases
Distribución de Maxwell-Boltzmann
Distribución f(T)
tipos de colisiones de partículas
2 partículas colisionan
simultáneamente
3 partículas colisionan
simultáneamente
Molecularidad de una reacción
• Molecularidad uno (1)
• Molecularidad dos (2)
• Molecularidad tres (3)
muy poco probable
Molecularidad de una reacción
diferencia con la termodinámica al multiplicar las reacciones?
refleja mecanismo de reacción
NO refleja mecanismo de reacción
Progeso de reacción (ξ) y
Velocidad de Reacción (dξ/dt)
tasa o velocidad de reacción
(”reaction rate”):
Progeso de reacción (ξ) y
Velocidad de Reacción (dξ/dt)
Para independizarnos de las concentraciones,
introducimos una nueva variable llamada
“progreso de reacción” (ξ)
“progreso de reacción” (ξ): los moles que varían en
la reacción
variación de las concentraciones
con el tiempo
Progeso de reacción (ξ) y
Velocidad de Reacción (dξ/dt)
Reacción química
(l)amarillo + (m)azul
CO(g) + NO2(g)
(n)café + (o)verde
CO2(g) + NO(g)
http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/
ChemicalEquilibrium
(animación U. de Northwestern)
Ley de velocidad de reacción
(reaction rate law)
Corresponde a la relación entre la velocidad de reacción
y las concentraciones de los reactivos y productos
Para la reacción elemental directa:
aA + bB → productos
dξ/dt = ?
dξ/dt = kdir[A]a[B]b
ojo! esta ley específica es para la reacción directa
Orden de reacción
dξ/dt = kdir[A]a[B]b
- k se denomina “constante de velocidad de reacción”
- sus unidades son [unidades de concentración]s-1
a+b
Reacciones de orden cero
solución de la EDO?
Reacciones de primer orden
solución de la EDO?
Reacciones de segundo orden
solución de la EDO?
Ley para reacciones directas
e inversas
Para la reacción:
aA + bB
cC
La ley de velocidad de reacción para las reacciones
directa (dir) e inversa (inv) específica es:
dξ/dt = ?
dξ/dt = kdir[A]a[B]b - kinv[C]c
solución EDO?
dξ/dt = kdir[A]a[B]b - kinv[C]c
en el equilibrio?
• Próxima clase:
- Energía de activación
- Teoría de estados de transición
- Catálisis