Cinetica quimica: marco teorico

Cinetica Química

1. Introducción

La cinética estudia la velocidad o rapidez con que ocurre una reacción química. La rapidez de reacción se refiere al cambio en la concentración de un reactivo o de un producto con respecto al tiempo de reacción. En la naturaleza se presentan una diversidad de reacciones espontaneas ocurren a diferentes rapideces. Algunos procesos, como las etapas iniciales de la visión, la fotosíntesis y las reacciones nucleares en cadena, ocurren a una rapidez muy corta, del orden de 1x10-12 a 1x10-6s. Otros como la polimerización del cemento y la conversión del grafito en diamante, necesitan millones de años para completarse. En un nivel práctico, el conocimiento de la rapidez de las reacciones es de gran utilidad para el diseño de fármacos, el control de la contaminación y el procesamiento de alimentos, entre otros.

1. Propósito de la practica

1. Calcular el tiempo en que ocurre una reacción química.
2. Calcular la influencia de la temperatura y la concentración de un reactivo en la velocidad de reacción.

1. Hipótesis

El objeto de estudio es la determinación de la velocidad de reacción en función de la variación de la concentración, determinando los factores que afectan la velocidad de reacción como la naturaleza de reactantes, temperatura, ph, catalizadores y la presión.

1. Marco teórico

1. Velocidad de reacción

Es el área de la química que se ocupa del  estudio de la velocidad, o rapidez con que ocurre una reacción química. La palabra cinética sugiere movimiento o cambio. Según la teoría de colisiones para que ocurra una reacción entre átomos iones o moléculas es necesario que experimenten colisiones (choques). Para que esto ocurra la especie reactante debe cumplir con lo siguiente:

-Debe tener la mínima energía necesaria para el reordenamiento de electrones de la capa exterior para la ruptura y formación de nuevos enlaces.

-Tener orientaciones adecuadas entre si cuando se efectúa la colisión.

1. Factores que afectan la velocidad de reacción

1. Naturaleza de los reactantes

Se caracteriza por el estado de agregación de los reactantes , el nivel de subdivisión de los reactantes solidos o líquidos, la naturaleza química, el tipo de elemento o compuesto y el medio donde ocurre la reacción.

1. Concentración de reactantes

Tiene una relación directa con el número de interacciones por atracción de cargas opuestas o colisiones y de acuerdo a la teoría de colisiones la velocidad de una reacción disminuye a medida que la concentración de los reactantes disminuye.

1. Temperatura

La velocidad de la mayor parte de las reacciones química se incrementa a medida que se aumenta la temperatura. Dicho efecto se fundamenta en la teoría de colisiones; al aumentar la temperatura incrementa la energía cinética media de los reactantes y con el número de colisiones, superando el limite energético que supone la energía de activación, efecto por el cual se incrementa la energía de reacción. De acuerdo con la ecuación de Arrhenius al incrementarse la temperatura exponencialmente el valor de la constante de velocidad.

El efecto de la temperatura en la rapidez de una reacción es muy grande. Como una regla empírica, un incremento de 10°C duplica o triplica las rapideces de las reacciones, y tiene repercusiones para la salud.

1. Catalizadores

Son sustancias que se adicionan a los sistemas en reacción para cambiar su velocidad de reacción. Un catalizador disminuye la energía de activación; inclusive, de la reacción inversa, pero no alteran en absoluto los valores de la entalpia y energía libre de Gibbs. Participan en la reacción sin contaminar el producto, no siendo parte de la ecuación balanceada, es decir no modifica la contante de equilibrio.

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