Reflexiona un momento

∆H= -

∆H= +

Factores que afectan la velocidad de reacción:

Para que ocurra una reacción

https://www.youtube.com/watch?v=z2245FkSnho

CINÉTICA QUÍMICA Sesión 32

Logro

3

Explica los factores que afectan la velocidad de reacción, interpreta la ley de velocidad y determina la concentración de los reactivos en un momento dado durante el curso de una reacción de primer orden.

• Definición

• Velocidad promedio Velocidad de una reacción

• Teoría de las colisiones y la energía de activación.

• Factores.

Factores que influyen en la velocidad de

reacción

• Constante de velocidad y el orden de una reacción.

• Concentración de reactivos.

La ley de velocidad

Velocidad de Reacción

H5: Utiliza la expresión de ley de velocidad para determinar la constante de velocidad y el orden de reacción.

Ley de velocidad de reacción

5

La relación matemática que existe entre:

La velocidad de reacción = VR La concentración de reactivos = [Reactivos]

se conoce como LEY DE VELOCIDAD

A medida que transcurre una reacción, la concentración de reactivos disminuye

Tiempo

aA(g) bB(g)

Constante de velocidad

(depende de la temperatura) Concentración molar de A (mol/L)

Orden parcial respecto a A

V = k [A]m

• El orden de reacción: indica la relación entre las concentraciones de

los reactivos y la velocidad de reacción.

• NO están relacionados con los coeficientes estequiométricos de la

reacción y se determina experimentalmente (excepto en las

reacciones elementales (mecanismo de un solo paso), donde m=a)

La expresión que relaciona la velocidad con las concentraciones

molares de los reactantes se denomina ley de velocidad

Ley de velocidad de reacción

A(g) B(g)

V = k[A]m

v = [A]0

Orden cero

v = [2A]0

v = [3A]0

V es independiente

de la concentración

A]

v = [A]1

Primer orden

2v = [2A]1

3v = [3A]1

V depende directamente

de la concentración

A]

¿La velocidad depende de la concentración de A?. Indique en qué

caso sí y en qué caso no.

Ley de velocidad y orden de reacción

m y n órdenes parciales respecto a A y B

m +n orden de la reacción global

k constante de velocidad, a mayor K mayor velocidad

aA(g) + bB(g) → cC(g)

Vreacción = k[A]m[B]n

Ficha 3.1-3

Ley de velocidad para una reacción generalizada…

Donde:

Determine el orden de la reacción total, la ley de la velocidad y calcule la

constante de velocidad para la reacción siguiente de los datos siguientes:

S2O82- (ac) + 3I- (ac) → 2SO4

2- (ac) + I3

- (ac)

Experimento [S2O8

2-]

(M)

[I-]

(M)

Velocidad inicial

(M/s)

1 0,08 0,034 2,2x10-4

2 0,08 0,017 1,1x10-4

3 0,16 0,017 2,2x10-4

Vreacción = 0,08 M-1s-1 [S2O82-]1[I-]1 Ley de la velocidad:

k = 0,08 M-1s-1 Constante de velocidad:

Orden de reacción con respecto al S2O82- m = 1

Orden de reacción con respecto al I- n = 1

Veamos el siguiente ejemplo:

F.T. 3.1: 5a)- 5i)

C.T. Actividad 3.1.4

Velocidad de Reacción

H6: Determina la concentración de los reactivos en un momento dado durante el curso de una reacción de primer orden.

Cambio de la concentración con el tiempo

11

La concentración del reactivo disminuye al pasar el tiempo

Hay una relación (ecuación matemática) que nos permite calcular la concentración del reactivo en determinado tiempo

• Para la reacción de descomposición de primer orden:

A(ac) → B(ac)

velocidad = −Δ[A]Δt velocidad = k.[A]1

• Combinamos estas ecuaciones

velocidad = −Δ[A]Δt = k.[A]1

• Si integramos la ley de velocidad para un proceso de primer orden tenemos:

Reacción de orden 1 (o de primer orden)

ln [A]f [A]i

= −kt

Leyes de velocidad integradas

ln [A]f [A]i

= −kt

Donde:

[A]i es la concentración inicial de A. [A]f es la concentración de A en un tiempo, t, durante el curso de la reacción.

ln [A]f = -kt + ln [A]i

13

Tiempo de vida media (t1/2)

• Vida media de una reacción (t1/2), es el tiempo necesario para que la concentración inicial ([A]0) se reduzca a la mitad (50 %).

ln[A]f = ln[A]i – k.t

k t ]ln[2/]ln[ 2/1iAA i

k

2lnt 2/1

Aplicando lo aprendido…

Para la reacción a 40 °C:

A(g) + 2B(g) ----> C(g)

Se sabe que la reacción es de primer orden y que el tiempo de vida media de B es 56 min.

a. Calcula la constante de velocidad (con unidades)

b. Si la concentración inicial de B era 0,04 M, calcula la concentración luego de 40 minutos.

F.T. 3.1: 6a), 6b) C.T. Actividad 3.1.5

16

Problema aplicativo

• Un proceso muy utilizado en la industria de los aceites vegetales, grasas, mantequillas, etc, es la producción de grasas en estado sólido a partir de la hidrogenación de aceites, mediante la siguiente reacción general:

Aceite insaturado + n H2 → Grasa saturada

F.T. 3.1: 7a)-7i)

C.T. Ejercicio integrador

Conclusiones

Orden Ley de

velocidad Ecuación integrada

Tiempo de

vida media

1 v = k[A]1 ln[A]f = ln[A]i – kt t1/2 ln2

k

Resumen

A(ac) → B(ac)

Para la siguiente reacción:

Bibliografía

• BROWN, Theodore (2004) Química: La Ciencia Central . 11va

ed. México D.F. Editorial Pearson Educación.

• CHANG, Raymond (2010). Química. 10ma ed. México: McGraw-

Hill Interamericana Editores S.A.

• BUSTAMANTE, Elena y otros (2013) Química: Cuaderno de

trabajo. 6ta ed. Perú: Universidad Peruana de Ciencias

aplicadas-UPC.

• R. H. Petrucci, W. S. Harwood, F. G. Herring, (2003) Química

General, 8ª edición.Prentice Hall, Madrid,.

• Animaciones Flash interactivas Para Aprender _Factor que

afecta la velocidad : la temperatura http://www.fisica-quimica-

secundaria-bachillerato.es/quimica_interactiva.htm

• Velocidad de una reacción química y concentración de los

reactivos

http://www.youtube.com/watch?v=u4Ic5Yyk7cY&feature=fvsr

Bibliografía

• Cinética_quimica _ Slideboon _

http://www.slideboom.com/presentations/96731/4-

Cinetica_quimica

• Ciencias Naturales – Química _ ¿Qué Factores Afectan la

Velocidad de Reacción

• Cinethttp://odas.educarchile.cl/objetos_digitales_NE/ODAS_Cienci

as/Quimica/factores_afectan_velocidad_reaccion/index.html

• Cinética_quimica

http://www.uam.es/departamentos/ciencias/quimica/aimp/luis/Doc

encia/QB/Este_curso/Presentaciones/4-Cinetica_quimica.ppt.

• Cinética Química

http://www.chm.davidson.edu/vce/kinetics/RateOfReaction.html

• Laboratorio Virtual _ Concentración

http://labovirtual.blogspot.com/search/label/cin%C3%A9tica%20qu

%C3%ADmica

• Factores que afectan la VRX _

http://www.freezeray.com/chemistry.htm

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Material producido para el curso MA465-Química Coordinadora del curso: Rosario López Cisneros Autor: Docentes del curso