Constante de velocidad de reacción

La constante de velocidad de reacción         

La constante de velocidad de reacción k no es en sí una constante, esto ya que esta es independiente de las concentraciones de las especies que interactúan en la reacción. Entonces la cantidad k es referida velocidad de reacción específica o constante de velocidad.

La k casi siempre depende de la temperatura de que este presente un catalizador o no. En reacciones de fase gaseosa puede estar en función de la presión total.

En sistemas líquidos también llega a estar en función de parámetros como la fuerza iónica y la elección de disolvente. (estas variables tienen un efecto mucho menor sobre la velocidad de reacción específica que la temperatura con la excepción de los disolventes super críticos “agua supercrítica”)

Si se asume que kA solo depende de la temperatura (ya que esta suposición es válida para la mayoría de las reacciones de laboratorio e industriales)

Fue Arrhenius el primero en sugerir la dependencia de la velocidad de reacción específica kA respecto de la temperatura la cual se relaciona con la ecuación:

[pic 1]

A factor pre-exponencial o factor frecuencia

E energía de activación

R constante de los gases

T temperatura absoluta

Esta ecuación (verificada empíricamente) nos es útil para predecir el comportamiento de la temperatura de la mayoría de las constantes de velocidad de reacción con exactitud experimental en intervalos amplios de temperatura.

Energía de activación

Los reactivos son radicales libres que esencialmente reaccionan de inmediato al chocar, hay usualmente energía de activación. Si tenemos en consideración que para la mayoría de los átomos y las moléculas que experimentan reacciones en donde hay una energía de activación. Las razones por las que ocurre una reacción son:

1. Las moléculas requieren energía para distorsionar o esturar sus enlaces de modo que puedan romperse para formar otros nuevos.
2. Las fuerzas de repulsión estérica y electrónica deben ser vencidas para que las moléculas reaccionantes se acerquen

La energía de activación, por lo tanto, se puede considerar como una barrera para la transferencia de energía (de e. cinética a e. potencial) entre moléculas reactivas y esta debe ser vencida.

Una manera de considerar esta barrera es mediante el uso de coordenadas de reacción. Estas coordenadas detonan la energía potencial del sistema en función del progrso a lo largo de la trayectoria de reacción (reactivos – producto intermedio- producto final “para la reacción”)

[pic 2]

En la figura se observa la energía potencial del sistema de tres átomos (o moléculas) A, B y C así como el progreso de la relación al pasar de las especies reactivas A y BC a los productos AB y C inicialmente A y BC están muy apartados y la energía del sistema es sólo energía de enlace BC. Sin embargo, al final de la reacción los productos AB y C están muy apartados y la energía del sistema es la energía de enlace AB.

Al desplazarse a la largo de la coordenada de reacción hacia la derecha los reactivos A y BC se aproximan uno al otro, el enlace BC comienza a romperse y la energía del par de reacción aumenta hasta llegar a su parte superior de la barrera. Una vez en este lugar se alcanza el estado de transición, en el cual las distancias intermoleculares entre AB y BC son iguales.

Como resultado la energía potencial para los tres átomos iniciales es elevada, a medida que la reacción se efectúa la distancia entre A y B disminuye y el enlace (AB) comienza a formarse. Al proceder hacia la derecha la energía del par de reacción disminuye hasta la energía de enlace AB.

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