Integrales en Quimica de Materiales

7/28/2019 Integrales en Quimica de Materiales

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QUIMICA DE MATERIALES

TEMA 5. CINTICA QUMICA, TERMODINMICA YEQUILIBRIO

Cintica. IntroduccinCintica Qumica.Es el estudio de las velocidades y mecanismos de lasreacciones qumicas.

Velocidad de reaccin:Es una medida de la rapidez con la que seorman los productos o se consumen los reactivos.

Mecanismo de reaccin:Es la secuencia detallada de los pasos simples,elementales, que van desde los reactivos a los productos.

Velocidad de reaccin

Supongamos la reaccin:

La velocidad ser:

Constante de velocidad:Es una constante de proporcionalidad entre lavelocidad de reaccin y la concentracin de los reactivos.

Ecuacin de velocidad

Ecuacin general de velocidad

Supongamos la reaccin

Reutilizar

Curso

De

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Orden parcial para el reactivo i = ni

Orden de la reaccin (n)

Unidades de k:

Mtodos para determinar la velocidad de reaccin.

Mtodos Qumicos: Anlisis fuera del reactor

Mtodos Fsicos: Anlisis dentro del reactor

A) Prdidas de presin en reacciones gaseosas

Si la constante de velocidad viene expresada en unidades de presin:

Si la constante de velocidad viene expresada en unidades de

concentracin:

B) Mtodos dilatomtricos.Cambio en el Volumen

C) Mtodos pticos Polarimetra. Cambio en la polaridadRefractometra. Cambio en el ndice de refraccin.Colorimetra. Cambio en el color.Espectrofotometra. Variaciones en el espectro de luz.

D) Mtodos ElctricosConductimetra. Cambio en la conductividad.Potenciometra. Cambio en la potencia.

Polarografa. Cambio en la polaridad.


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2 Caso: A distinto de BA +Bproductos

Como A y B varan con el tiempo, para resolver la integral vamos a

ponerla en funcin de la cantidad que se pierde de A y de B.

Si uno de los reactivos est en exceso. Ej: B en exceso

C) Reacciones de tercer orden. (n=3) Supongamos la reaccin A +B +Cproductos


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Si representamos el 1/[A]2 frente al tiempo obtenemos una lnea recta con

ordenada = 1/[A]02 y con pendiente la constante de velocidad, sin

embargo, la representacin del Ln[A] o bien 1/[A]2 frente al tiempo es una

lnea curva.

Determinacin de los rdenes de reaccin y constantes de velocidadA) Mtodos diferenciales. Mtodo de velocidades iniciales

Supongamos la reaccin

Si x es pequeo o (a-x) >>>k-1 (El equilibrio es

lento)

Si k2


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Teora del estado de transicin

Las reacciones se deben a

choques entre lasmolculas

Para que exista reaccin

las molculas deben

colisionar de forma

adecuada

Para que exista reaccin

las molculas al colisionar

deben tener energa

suficiente.Energa de Activacin


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Las energa de las molculas cumple una

distribucin de Maxwell-Boltzman

El nmero de molculas por unidad de

volumen con una energa Ea (energa deactivacin)viene dado por la expresin:

Ecuacin deArrhenius

Variacin de la constante de velocidad con la temperatura

Si hacemos logaritmos neperianos tenemos:

Si representamos esta expresin obtenemos una recta con ordenada Ln(A)

y de pendiente la energa de activacin.

Catlisis


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Consiste en un aumento de la velocidad de reaccin al aadir una

determinada sustancia(CATALIZADOR)

El catalizador disminuye la energa de activacin por lo que aumenta la

constante de velocidad

El catalizador no modifica los parmetros termodinmicos (cte de

equilibrio, calor de reaccin, etc.)

Catlisis homognea

Los reactivos y el catalizador estn en la misma fase.

v = f([catalizador)]

Catlisis heterognea.

Los reactivos y el catalizador estn en diferente fase.

v = f(superf icie de catali zador)


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Catlisis encimtica.

Catlisis en sistemas biolgicos. v= f([encima])


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Copyright 2012, by the Contributing Authors. Esta obra se publica bajo una

licenciaCreative Commons License

Reconocer autora/Citar obra. Diego, J. P. d. (04/09/2008). Tema 5. Cintica

qumica, termodinmica y equilibrio (I). Obtenido el 04/06/2013, desde el

sitio Web de OCW - UC3M: http://ocw.uc3m.es/ciencia-e-oin/quimica-de-

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equilibrio-i.

archivado en:equilibrio,Ciencia de los Materiales e Ingeniera Metalrgica,

termodinmica,cintica qumica
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