TEMA 6
CINÉTICA
CINÉTICA QUÍMICA
• Es el estudio de los factores que afectan la
velocidad de una reacción química y los
mecanismos por los cuales ellas se producen.
VELOCIDAD DE REACCIÓN
• La velocidad de reacción se expresa como la
variación
de
concentración
de
un
reactivo/producto particular por unidad de
tiempo [A] / t
• La unidad de velocidad de reacción es:
mol dm-3 s-1
• Las variaciones de concentración en una
reacción se pueden seguir de forma indirecta
monitorizando cambios de masa, volumen y
color, en función del tiempo.
• La velocidad de reacción se puede determinar
monitoreando
los cambios en la
concentración de reactantes, productos o
ambos en función del tiempo [A] vs t
1.Velocidad de reacción
La velocidad de una reacción química indica cómo varía la concentración
de reactivos o productos con el tiempo
Ejemplo:
Para la reacción
aA + bB
cC + dD
La velocidad de la reacción se puede expresar:
v
  A
t
v
 C 
t
EJEMPLO
C4H9Cl(aq) + H2O(l) 
t/s
0
50
100
150
200
300
400
500
800
10000
C4H9OH(aq) + HCl(aq)
[C4H9Cl] / M
0,1
0,0905
0,082
0,0741
0,0671
0,0549
0,0448
0,0368
0,02
0
En esta reacción, la
concentración del 1clorobutano, C4H9Cl, fue
medida en varios
tiempos, t.
8
Concentración en función del tiempo
0.12
[C4H9Cl] / M
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
0
2000
4000
6000
8000
10000
t / s 12000
C4H9Cl(aq) + H2O(l)  C4H9OH(aq) + HCl(aq)
La
velocidad
promedio
de la
reacción en cada
intervalo
es el
cambio
de
concentración
dividido por el
cambio de tiempo :
1
[C4H9Cl] /
M
∆[ Cf - C i]
t/s
∆t
v / M s-1
v / M s-1
0
0,1
50
0,0905
-0,0095
50 -0,00019 -1,900E-04
100
0,082
-0,0085
50 -0,00017 -1,700E-04
150
0,0741
-0,0079
50 -0,000158 -1,580E-04
200
0,0671
-0,007
50 -0,00014 -1,400E-04
300
0,0549
-0,0122
100 -0,000122 -1,220E-04
400
0,0448
-0,0101
100 -0,000101 -1,010E-04
500
0,0368
-0,008
100 -0,00008 -8,000E-05
800
0,02
-0,0168
300 -0,000056 -5,600E-05
10000
0
C4H9Cl(aq) + H2O(l)  C4H9OH(aq) + HCl(aq)
• La velocidad promedio
disminuye a medida que
avanza la reacción.
• Esto se debe
que a
medida que la reacción
avanza
hay menos
colisiones
entre
las
moléculas
de
los
reactivos.
1
C4H9Cl(aq) + H2O(l)  C4H9OH(aq) + HCl(aq)
• Una representación de
concentración vs. tiempo
para esta reacción forma
la siguiente curva.
• La pendiente de una recta
tangente a la curva en
cualquier punto es la
velocidad instantanea en
es punto.
1
C4H9Cl(aq) + H2O(l)  C4H9OH(aq) + HCl(aq)
• La reacción se va
haciendo más lenta en el
tiempo por que la
concentración de los
reactantes disminuye.
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Reacción Proporción y Estequiometría
C4H9Cl(aq) + H2O(l)  C4H9OH(aq) + HCl(aq)
• En esta reacción, la
proporción de C4H9Cl a
C4H9OH is 1:1.
• Por lo tanto la velocidad
de desaparición de C4H9Cl
es la misma que la
velocidad de aparición del
C4H9OH.
-[C4H9Cl]
Velocidad =
t
=
[C4H9OH]
t
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• ¿Qué pasa si la relación no es 1:1?
H2(g) + I2(g)  2 HI(g)
Solo 1/2 H2 es ocupado por cada HI formado.
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Reacción proporción y Estequiometria
• Generalizando:
aA + bB
Reactantes (disminuyen)
cC + dD
Productos (aumentan)
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Determinando la velocidad de reacción
Hay varios métodos para determinar las velocidades:
• Cambios en el Volumen de un gas
– El gas formado puede puede recolectarse y medirse.
• Cambios en la Masa
– Si algunos productos son gases (ellos pueden
escapar), remanente tiene menos masa.
• Cambio en la transmisión de la luz(Colorimetria)
– Color puede cambiar a medida que se agotan los
reactanbtes o se forman los productos.
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• Cambio en la concentración por Titulación
– Tomar una muestra, para la reacción y medir la
muestra
• Cambio en la concentración por Conductividad
– Aumento/disminución de los iones produce
cambios en la conductividad.
• Reacciones usando el cronómetro
– Dejar andar la reacción hasta el “punto de
culminación”. Medir el tiempo.
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Temperatura y Velocidad
• Generalmente, como la
temperatura aumenta,
también lo hace la velocidad
de reacción.
• Esto se debe a que la
constante de velocidad de
reacción, k, depende de la
temperatura.
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Las siguientes gráficas muestran como varía la
concentración de X con el transcurso del
tiempo durante la reacción. Y la variación
de concentración de Y en el mismo periodo
de tiempo.