Influencia De La Temperatura En La Velocidad De Reacción

Objetivo

Estudiar el efecto de la temperatura sobre la rapidez de reacción.

Determinar la constante de rapidez de reacción a diferentes temperaturas

Obtener la energía de activación de reacción y el factor pre-exponencial de la ecuación de Arrhenius.

Introducción

El coeficiente de temperatura nos da un medida de la sensibilidad de la velocidad de reacción frente a la temperatura, sin embargo, no indica cual es realmente la relación entre la constante de velocidad y temperatura. En este sentido, la primer relación fue deducida por Hood en 1884, al encontrar que la representación del lnk vs 1/T daba una recta de ecuación:

lnk=B-C/T

La aplicación de la ecuación anterior en los datos experimentales que se disponían en aquella época, permite a Arrhenius introducir el concepto de energía de activación experimental como:

E_a=-R dlnk/(d(1⁄T))

Donde Ea se expresa en unidades de energía por mol. La idea de energía de activación se basa en el modelo de que la reacción química es el resultado de un encuentro. En primera aproximación, la energía de activación corresponderá al suplemento de energía que necesitan adquirir las moléculas reaccionantes para que el encuentro conduzca a la formación de productos.

El aumento de la temperatura, aumentará el número de moléculas activadas y en consecuencia, la posibilidad de que un encuentro sea efectivo, lo que se manifestará en un aumento de la velocidad de reacción y se reflejará en un incremento de la constante de velocidad.

La integración de la ecuación anterior permite que siendo k(T) la constante de velocidad a la temperatura T y A un parámetro cuyo valor sería el de la constante de velocidad a una temperatura tal que la energía de activación no sea el factor que limite la efectividad del encuentro.

La ecuación se conoce como la ecuación de Arrhenius y el factor A, el factor pre-exponencial, y sus unidades serán las mismas que las de la constante de velocidad. La determinación de la constante de EQ y A puede hacerse a partir de la representación de lnk vs 1/T, puesto que, si se cumple la ecuación de Arrhenius, aquella será una recta pendiente –(Ea/R) y la ordenada al origen (lnA).

En general, los valores de EQ para las reacciones químicas están comprendidas entre 0 y 100 kcal.mol-1. Cuando la representación de lnK vs 1/T no es lineal, la causa puede estar en que Ea y A no sean independientes de la temperatura o en que la reacción transcurra por un mecanismo complejo o en un cambio de mecanismo dentro del margen de temperatura estudiado. En el primer caso, la ecuación de Arrhenius tendrá la forma:

k=AT^n e^(-E_a/RT)

Una de las aplicaciones inmediatas de las ecuaciones de velocidad integradas es la de poder

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