Clase Cinética.
1. Cinética química: es la rama de la química que estudia la velocidad de las reacciones químicas y los factores que la afectan, centrándose en procesos que no se encuentran en estado de equilibrio. Sus conceptos clave son estos:
2. La velocidad de reacción (r): se puede escribir como función de cualquier compuesto que participa en la reacción química:
- La velocidad de reacción, r, varía con la temperatura (T), presión (P), y concentración en
fases homogéneas.
- Los coeficientes estequiométricos se emplean para relacionar la velocidad de cada
componente.
3. Ley de velocidad: Trabajando a T, P y V ctes., la velocidad de reacción, r, dependerá
sólo de la concentración de las especies químicas de la reacción.
La ley de velocidad tiene diversos métodos para determinarla experimentalmente:
1. Método de las velocidades iniciales
2. Método de las ecuaciones integradas
4. Ordenes parciales: “Los ordenes parciales difieren de los coeficientes estequiométricos”
Deben determinarse experimentalmente y NO a partir de la ecuación química global.
El orden de reacción describe cómo la velocidad de una reacción depende de las concentraciones de los reactivos. Existen diferentes tipos de órdenes de reacción, que se determinan experimentalmente a partir de la ecuación de velocidad.
5. Constante de velocidad (k): es un parámetro fundamental en cinética química que cuantifica la rapidez de una reacción química. Su valor depende de la naturaleza de los reactivos, la temperatura y, en algunos casos, de la presencia de un catalizador. Las unidades de k cambian de acuerdo al orden total de la reacción para ajustarse a las unidades de velocidad.
6. La influencia de la temperatura sobre la constante de velocidad: La constante de velocidad varía con la temperatura según la ecuación de Arrhenius.
* Teoría cinética de colisiones: para que una colisión de lugar a una reacción debe tener una cierta energía mínima:
* Si la energía de colisión < Energía de activación, las moléculas de reactivos no pueden sobrepasar la barrera y simplemente rebotan.
* Si la energía de colisión > Energía de activación, los reactivos serán capaces de superar la barrera y convertirse en productos.
* Energía de activación (Ea): es la energía cinética mínima de la colisión necesaria para que la reacción ocurra.
* Factor de frecuencia o pre-exponencial (A): es la frecuencia con la que se producen las colisiones (con orientación adecuada) en la mezcla reactiva por unidad de volumen.
7. Catalizadores: disminuye la energía de activación de la reacción.
* Debido a su menor Ea, la velocidad de reacción de una reacción catalizada es mayor (reacción más rápida) que la velocidad de reacción de la reacción no catalizada a la misma temperatura.
* Un catalizador, no aparece en la estequiometría general de la reacción que se cataliza, pero participa en al menos una de las etapas elementales del mecanismo para la reacción catalizada. El catalizador “ayuda a la reacción”
* La ruta catalizada tiene un Ea inferior, pero el cambio neto en la energía que resulta de la reacción (la diferencia entre la energía de los reactivos y la energía de los productos) no se ve afectado por la presencia de un catalizador.