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CINÉTICA QUÍMICA

CINÉTICA QUÍMICA. J. H. van't Hoff fue el primero en tratar conjuntamente la Termodinámica y la Cinética Química Estudio de las velocidades y los mecanismos de las reacciones químicas. Velocidad de reacción.

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CINÉTICA QUÍMICA

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  1. CINÉTICA QUÍMICA J. H. van't Hoff fue el primero en tratar conjuntamente la Termodinámicay la Cinética Química Estudio de las velocidades y los mecanismos de las reacciones químicas químicaeg

  2. químicaeg

  3. Velocidad de reacción • Muestra la velocidad a la cual se producen los productos o son consumidos los reaccionantes. • Es una cantidad que dice cómo cambia en el tiempo la concentración de un reaccionante o de un producto. químicaeg

  4. ¿Porqué ocurren las reacciones químicas? • Las reacciones ocurren debido a lacolisiónde partículas. • Las únicas colisiones efectivas son aquellas en las cuales las partículas que chocan poseen suficiente energía. Esta energía necesaria para colisiones efectivas se denominaENERGIA DE ACTIVACIÓN. químicaeg

  5. TEORIA DE COLISIONES Factores que afectan a las colisiones: • Frecuencia de colisión. Depende de la concentración y la temperatura. • Orientación: Se refiere a una orientación apropiada para el choque de partículas. *Energía de Activación:Energía necesaria para una colisión efectiva. químicaeg

  6. FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN 1.Temperatura. 2. Concentración. 3. Catalíticos. 4. Área Superficial. químicaeg

  7. Reacciones Reversible: Es una reacción química en la que los productos formados reaccionan para producir los reactivos originales. Para indicar que una reacción es reversible se utiliza doble flecha Ejemplo: 2NO2(g) N2O4(g) químicaeg

  8. Equilibrio Químico Cuando la velocidad de la reacción hacia la derecha es exactamente igual a la reacción inversa. Reacción directa = Reacción Inversa Concentración de reactivos y productos permanecen constantes. químicaeg

  9. Homogéneo Equilibrio Heterogéneo • Equilibrio Homogéneo: • Es aquel en el cual todos los reaccionantes y los productos se encuentran en el mismo estado físico. • H2(g) + Cl2(g) 2 HCl (g) químicaeg

  10. Equilibrio Heterogéneo: • Si uno o más de estos reaccionantes o productos no están homogéneamente dispersos ( en la misma fase que las otras especies). • Ejemplo: • SnO2(s)+ 2CO (g) Sn (s) + 2CO2(g) químicaeg

  11. EXPRESIÓN DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO Para una reacción: • A + B C + D Cuando la velocidad a la cual A y B están reaccionando para formar C y D es igual a la velocidad a la cual C y D están reaccionando para formar A y B, están en la condicióndeequilibrio dinámico. químicaeg

  12. Expresión de la constante de equilibrio • Para cualquier reacción en equilibrio podemos derivar una constante de equilibrio, utilizando los principios de velocidad de reacción. • aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g) Expresión de la constante de equilibrio [C]c[D]d Keq = [A]a[B]b • Keq permanece constante a una temperatura dada. químicaeg

  13. LEY DE ACCIÓN DE MASAS • Establece que para la etapa determinante de la velocidad en una reacción, la velocidad de la reacción es proporcional al producto de las concentraciones de los reaccionantes, cada uno elevado a la potencia de sus coeficientes en la ecuación balanceada. químicaeg

  14. Aplicaciones y ejercicios de Keq ***Las concentraciones se representan en moles/litro = Molaridad*** Ejemplos para escribir la Keq de reacciones en equilibrio: • PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) • CaCO3(g) CO2(g)+ CaO(s) • 2CO(g) + O2(g) 2CO2(g) • CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(g) químicaeg

  15. Ejercicios • Calcule el valor de Keq para la reacción: A (g) + 3B(g) 2C(g) + D(g) • [A] = 1.5M • [B] = 0.2 M • [C] = 4.2 M • [D] = 0.9 M Ejercicios en clase químicaeg

  16. Interpretación de Keq • Entre mayor sea el valor de laKeq, más altaes la concentración de los productos en el equilibrio. Y por el contrario, entre más pequeñosea el valor de la Keq, más baja es la concentración de los productos. • En el ejercicio anterior el valor de Keq= 111.15 significa que la [ ] de los productos es alto. químicaeg

  17. Principio de Le Châtelier Formulado por el químico francés Henry Louis Le Châtelier en 1988. • Si se aplica una tensión (como cambio de concentración, presión o temperatura) a un sistema en equilibrio, el equilibrio se desplaza en la dirección que alivia en parte la tensión. químicaeg

  18. Efecto de la concentración en el equilibrio • Si se cambia la concentración de una de las sustancias en un sistema el equilibrio, el equilibrio varía de tal forma que pueda compensar este cambio. • Para la reacción: N2(g) + 3 H2(g) 2NH3(g) + ∆ ¿Hacia dónde se desplazará el equilibrio si se agrega más N2 al sistema? * Un aumento en la [ N2] hará que el equilibrio se desplace hacia la derecha.(para gastar más N2). químicaeg

  19. Efecto de la temperatura en el equilibrio • Dependerá de si la reacción tal como es escrita es exotérmica, o endotérmica • Ejemplos: 2KCLO3(s)+ Calor ↔ 2KCl(s) + 3O2(g)endotérmica Cuando la temperatura aumenta: *el equilibrio se desplaza (derecha) para favorecer la generación de más productos*. químicaeg

  20. TEMPERATURA • Cambio en la temperatura. • Se observa que, al aumentar T, el sistema se desplaza hacia donde se consuma calor, es decir, hacia la izquierda en las reacciones exotérmicas y hacia la derecha en las endotérmicas. • Si disminuye T el sistema se desplaza hacia donde se desprenda calor (derecha en las exotérmicas e izquierda en las endotérmicas). • Ejemplo: • ¿Hacia dónde se desplazará el equilibrio al: a) disminuir la presión? b) aumentar la temperatura? H2O(g) + C(s) Á CO(g) + H2(g) (DH > 0) • Hay que tener en cuenta que las concentraciones de los sólidos ya están incluidas en la KC por ser constantes. • a) Al bajar "p" el equilibrio se desplaza hacia la derecha (donde más moles de gases hay: 1 de CO + 1 de H2 frente a 1 sólo de H2O) • b) Al subir "T" el equilibrio también se desplaza hacia la derecha (donde se consume calor por ser la reacción endotérmica). químicaeg

  21. Continúa efecto de la temperatura • En el proceso Haber, que es exotérmico,cuantomayor es la temperatura más se desplaza el equilibrio hacia la izquierda favoreciendo la reacción inversa. N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3(g) + ∆ químicaeg

  22. Efecto de la presión en el equilibrio • Para que la presión tenga algún efecto sobre la reacción química, es preciso que uno o más reactivos o productos sea un gas. • H2(g) + Cl2(g) 2 HCl (g) ¿ Qué pasa si se aumenta la presión al sistema anterior? No hay desplazamiento del equilibrio porque el número de moles es igual de ambos lados químicaeg

  23. Efectos de la presión • Respecto al sistema: 2CO(g) + O2 (g) 2CO2(g) • ¿Hacia qué dirección se desplazará el equilibrio si se aumenta la presión al sistema ? Se desplaza a la derecha para producir mas CO2 **se desplaza donde está el menor número de moles ** químicaeg

  24. Catalizadores • Un catalizador no produce ningúndesplazamiento del equilibrio, puesto que éste hace que tanto la reacción directa y la inversa ocurran a la misma velocidad. • Solamente afectan a la velocidad de la reacción, pero no se consumen en ella. químicaeg

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