Equlibrio Químico

¿Cómo medir la concentración de las reacciones químicas experimentalmente?

Introducción: Cuando se produce una reacción química, las concentraciones de cada uno de los reactivos y productos va variando con el tiempo, hasta que se produce el equilibrio químico, en el cual las concentraciones de todas las sustancias permanecen constantes.

La velocidad de una reacción es la derivada de la concentración de un reactivo o producto con respecto al tiempo tomada siempre como valor positivo.

Es decir, es el cociente de la variación de la concentración de algún reactivo o producto por unidad de tiempo cuando los intervalos de tiempo tienden a 0.

La cinética química estudia dos aspectos de una reacción química: la velocidad de la reacción que mide la variación de la concentración de reactivos y productos con el tiempo, y el mecanismo de la reacción para pasar de reactivos a productos.

La velocidad de la reacción se expresa en términos de la concentración de uno de los reactivos o productos que intervienen en la reacción. La velocidad se define como la disminución de la concentración de un reactivo con el tiempo o el aumento de la concentración de un producto con el transcurso del tiempo cuyas unidades son (M s-1). La velocidad de reacción de una reacción química depende, principalmente, de:

- La naturaleza de las sustancias que reaccionan

- La concentración de dichas sustancias

- La temperatura

- La acción de catalizadores

En cualquier estudio cinético se determina la concentración de alguna de las especies que intervienen en la reacción en un determinado momento a una temperatura fija. Se determina la cantidad de reactivo que queda o de producto que se forma cuando ha trascurrido cierto tiempo. Conociendo las cantidades iniciales de reactivos se calcula la variación de la concentración con el tiempo.

Existen dos tipos de métodos experimentales para determinar las concentraciones:

- Método Químico

- Método Físico

a) MÉTODO QUÍMICO

En este se retira una parte del sistema en reacción a intervalos fijos de tiempo, para efectuar un análisis y determinar la cantidad de reactivo o de producto, con lo cual se calcula velocidad de la reacción. Para que los métodos químicos sean eficaces, deber ser rápidos en relación a la reacción a estudiar, caso contrario la reacción se ha de frenar mientras transcurre el proceso.

Algunas formas en las que podemos detener el avance de la reacción son diversas, dependiendo de cada sistema:

- Disminuyendo la temperatura de reacción

- Eliminando el catalizador

- Añadiendo un inhibidor al sistema

- Eliminando alguno de los reactivos

b) MÉTODOS FÍSICOS

Se mide una propiedad física de la mezcla que cambie a lo largo de la reacción. Son rápidos y evitan tener que sacar muestras del reactor, por lo que en general son más indicados para el estudio cinético de una reacción.

Los métodos físicos más frecuentes son:

- Medida de la presión en reacciones gaseosas

- Métodos dilatométricos

- Métodos Ópticos (polarimetría, índice de refracción, colorimetría, espectrofotometría)

- Métodos eléctricos (conductimetría, potenciometría, polarografía).

Cuando las reacciones son demasiado rápidas, los métodos anteriores fallan casi siempre. En este caso se emplean las siguientes técnicas:

1. Métodos de flujo:

En contraposición a los métodos químicos que dan medidas absolutas de la concentración, los métodos físicos dan medidas relativas y en general se necesita una curva de calibrado de la propiedad física a medir en función de la concentración.

Se basan en la utilización

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