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Unidad 1
Clase 7
Fundamentos de la cintica
qumica
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A 2B + C
0 2 4 6 8 10
tiempo
0,1
0,2
0,3
0,4
[ ]
La velocidad de reaccin, es larapidez con la que ocurre uncambio.Cambia la concentracin, tantode reactivos (A) como deproductos (B y C).
La velocidad promedio seexpresa matemticamente:
[ ]/ t
Si se trata de un reactivo-[A]/ t
Si se trata de un producto[B]/ t
Cintica de reaccin
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Teora de colisiones
+Colisin efectiva
Colisin no efectiva
AB + CD ABC + D
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Temperatura
Las molculas se desplazan con msrapidez a temperaturas altas, luego,chocan con ms frecuencia. El efecto esmuy grande , un incremento de 10C enla temperatura duplica la velocidad de la
mayor parte de reacciones.
Humedad
Los catalizadores
Sustancias que se aaden en pequeacantidad para aceleran la velocidad deuna reaccin.Este fenmeno se llama catlisis. Loscatalizadores disminuyen la energa deactivacin.
Factores que influyen en la cintica qumica
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Energa mnima necesaria para que los reactivos pasen aproductos.
Energa
Coordenada de reaccin
H = Energa productosEnerga de reactivos
Reactivos
Productos
Cambios de energa en
el transcurso de unareaccin
Ea
La energa deactivacin
domina lavelocidad de unareaccin.Es posible tenerreacciones
rpidas con calorgrande o biencon pequeocalor.
Energa de activacin (Ea)
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Reacciones de orden cero
La velocidad de reaccin no depende de la concentracin de losreactivos, si no de otros factores.La ley de velocidad viene dada por:
v = - d[A]/dt = k
Operando matemticamente e integrando la expresin tenemos:[A] = concentracin quenoreacciono al tiempo t[A]o = concentracin inicial
[A] = [A]o - kt
y = b + mx
m = -k
[A]
t
m = -k
[A]o Unidades de k = t-1
t1/2 = [A]O2k
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Reacciones de primer orden
La cintica de reaccin depende de la concentracin. La ley de lavelocidad es:
v = - d[A]/dt = k[A]La expresin integrada: ln[A] = ln[A]
o- kt
y = b + mx
Unidades de k = t-1t
m = k
ln[A]
ln[A]ot1/2 = 0,693
K
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Estequiometra
Estudia los clculos cuantitativos entre los reactivos y losproductos resultantes; los mismos que se pueden llevar a cabotanto in vitro, como in vivo. Estn basadas en las leyes de la
combinacin qumica.
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Reactivo limitante (RL)
El reactivo limitante, es aquel reactante que interviene enmenor proporcin estequiomtrica, la misma que se agota o seconsume totalmente, limitando la cantidad de productosformados, es decir, que la reaccin finaliza.
Reactivo excedente
Los otros reactivos, presentes en cantidades mayores queaquellas requeridas para reaccionar con la cantidad de reactivo
limitante presente, se llaman reactivos excedentes.
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Rendimiento porcentual o porcentaje de rendimiento
El rendimiento porcentual o porcentaje de rendimiento,describe la proporcin del rendimiento real con respecto alrendimiento terico, y se define:
El rendimiento de una reaccin es una propiedad intensiva, quenos determina de cada 100 g de reactivo limitante, cuantosgramos son lo que realmente se convierten en productos.
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Se somete a fermentacin 360 g de glucosa, obteniendo 150 g dealcohol etlico.Determinar:a) Los gramos de etanolb) Porcentaje de rendimiento de la reaccin para obtener alcohol.
Desarrollo
Ejercicios de aplicacin
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Como producto del metabolismo final de las protenas se genera
amonaco, para ello se han consumido 10 litros de N2; siendo lareaccin siguiente:3 H2(g) + N2(g) 2 NH3(g)
(a) Determinar que volumen de NH3 se ha generado.(b) Determinar que volumen de H2 se consumi durante el
metabolismoDesarrollo