Cinética Química. Velocidad de Reacción

CINÉTICA QUÍMICA. VELOCIDAD DE REACCIÓN

CINÉTICA QUÍMICA. VELOCIDAD DE REACCIÓN

La Cinética química tiene por objeto el estudio de la velocidad con que transcurren los procesos químicos así como

la influencia que sobre ella ejercen diversos factores tales como temperatura, catalizadores, concentración, etc.

La velocidad de reacción es la variación de las concentraciones de las sustancias que intervienen en una reacción

en la unidad de tiempo.

Así, para la reacción 2A + B + 3C ÷ A 2 BC 3

la velocidad puede expresarse de tres formas distintas según se tome como referencia la variación de la concentración

de los reactivos A o B o bien del producto de la reacción A 2 BC 3 :

V ; ; ; A

d[A]

dt

VB

d[B]

dt

VC

d[C]

dt

VA 2BC 3

d[A2BC3]

dt

donde entre corchetes se indica la concentración de las especies que intervienen en la reacción. Los signos “+” ó “-”

indican que en el transcurso de la reacción las concentraciones de las especies A, B y C disminuyen, mientras que la

de A 2 BC 3 aumenta. Por ello es evidente que de acuerdo con la expresión de la reacción, las cuatro velocidades antes

indicadas no son iguales, por lo que siempre debemos indicar qué especie se toma en la expresión de la velocidad.

A la expresión que nos da la velocidad de una reacción en función de la concentración de cada una de las especies

que intervienen en ella se la llama “ley o ecuación de velocidades” , debe determinarse experimentalmente, pues en

general no puede deducirse de los coeficientes que aparecen en la correspondiente ecuación química.

Así, para la ecuación antes indicada, la ley de velocidades podemos expresarla para cada reactivo o bien para

todos ellos (Ecuación global de velocidad) y vendrá dada por las expresiones:

V A = K A .[A] a ; V B = K B .[B] b ; V C = K C .[C] C o bien V = K v .[A] a. [B] b. [C] c

donde K A , K B , K C y K v son unas constantes de proporcionalidad llamadas “constante de velocidad”, mientras que

las letras a, b, c son los exponentes que afectan a las concentraciones de las diversas especies en la ecuación de

velocidad, los cuales deben obtenerse experimentalmente, y pueden ser o no números enteros, y reciben el nombre de

orden de reacción con relación al reactivo a que afectan, mientras que el orden total de reacción es la suma de

estos exponentes. Así, para esta reacción tendremos:

- Orden de reacción con respecto al reactivo A: a

- Orden de reacción con respecto al reactivo B: b

- Orden de reacción con respecto al reactivo C: c

- Orden total de la reacción : a + b + c

Los valores de los diferentes órdenes de reacción pueden coincidir o no con los coeficientes que afectan a cada

una de las especies que aparecen en la ecuación química correspondiente. Los valores de estos coeficientes nos

indican la “molecularidad de la reacción” , que en este caso será:

Molecularidad con respecto al reactivo A: 2

- Molecularidad con respecto al reactivo B: 1

- Molecularidad con respecto al reactivo C: 3

CÓMO SE PRODUCEN LAS REACCIONES QUÍMICAS:

Teoría de las colisiones : Cuando una reacción química tiene lugar espontáneamente nos indica que los

productos de la reacción tienen un contenido en energía menor que los reactivos y un mayor desorden (Recuerdese que

para que el proceso sea espontáneo ÄG < 0 y que ÄG = ÄH - TÄS). Cualquier reacción química supone la

“destrucción” de unos reactivos y la “aparición de unos productos de reacción, lo cual exige una redistribución de los

átomos

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