Reporte de Consulta Capítulo 13. Cinética Química

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Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Occidente

Química General II

Dra. Blanca Valdivia Urdiales

Reporte de la consulta bibliográfica No. 1

Capítulo 13. Cinética Química

Equipo No. 1:

Amzí Saldivar Luna

Daniel Ruiz Preciado

Fernanda Gama de la Torrre

ÍNDICE

Objetivos                                                                                         1

Rapidez de reacción                                                                                 1

Ley de rapidez                                                                                 4

Conclusiones                                                                                            7

Referencias                                                                                         7

Objetivos:

• Comprender el concepto de rapidez de reacción.
• Conocer cómo se expresa la rapidez de una reacción química.
• Lograr resolver problemas relacionados con la rapidez de reacción.
• Comprender el concepto de constante de rapidez (k) y conocer la fórmula para calcularla.
• Comprender el concepto de ley de rapidez y sus aplicaciones.
• Conocer la fórmula de la ley de rapidez
• Lograr resolver problemas relacionados con la ley de rapidez.

13.1 Rapidez de reacción

En primer lugar tenemos que conocer un concepto relacionado a la rapidez de reacción: cinética química. Chang y Goldsby (2013) definen la cinética química como el área de la química que se ocupa del estudio de la velocidad, o rapidez, con que ocurre una reacción química.

La cinética se refiere a la rapidez de reacción, definida como el cambio de la concentración de los reactivos o de los productos con respecto al tiempo. Según Brown, et al (2010) las unidades  de velocidad de reacción son normalmente de molaridad por segundo (M/s) o M/s-1.

Para representar la rapidez de reacción de una reacción química existen 2 posibles casos: reacciones sin coeficiente y reacciones con coeficiente. Se presentan a continuación ambos casos:

Reacciones sin coeficiente

                                                         A + B → C + D

Expresión de rapidez = - Δ [A]   =  -  Δ [B]   =     Δ [C]  =   Δ [D]

                                                                          Δ t              Δ t             Δ t           Δ t

Reacciones con coeficiente

aA + bB - -> cC + dD

Expresión de rapidez = - 1  Δ [A] = - 1  Δ [B]   =    1  Δ [C]  = 1  Δ [D]

                                      a    Δ t       b   Δ t            c    Δ t       d    Δ t

En donde Δ [X] se refiere al cambio de la concentración en determinado momento (Δt). Debido a que la concentración de A disminuye, en este caso, por ser un reactivo es una cantidad negativa al igual que B.

• Ejemplo 1:

¿Cuál es la expresión de rapidez para la siguiente reacción?

        4NH3 (g) + 5O2 (g)  - - -> 4NO (g)  +  6H2O (g)

Solución: 

- 1   ∆ [NH3]   =   - 1    ∆ [O2]    =      1   ∆ [NO]   =   1   [H2O] 

              4     ∆ t                5     ∆ t                4     ∆ t            6    ∆ t

En este caso la ecuación tenía coeficientes por lo que se usó el caso 2: cuando las reacciones tienen coeficientes. Podemos notar que los reactivos llevan signo negativo mientras que los productos signo positivo.

• Ejemplo 2:

En un momento determinado el O2 reacciona con una rapidez de 0.024 M/s.

                                4NO2(g)  +  O2(g) ---> 2N2O5(g)

a) ¿Con qué rapidez se forma el N2O5?

b) ¿Con qué rapidez reacciona el NO2?

Para resolver este problema se sugiere seguir una serie de pasos que se detallan a continuación:

1. Escriba la reacción con los datos debajo de cada especie y escriba la expresión de rapidez.

4NO2(g)  +  O2(g) ---> 2N2O5(g)

.024 M/s

-1   ∆NO2 =  - ∆O2   =      1  ∆ N2O5

                                                  4    ∆ t           ∆ t             2    ∆ t

.024 M/s

2. Despeje la rapidez de la:

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Existe una relación entre la rapidez de reacción y la concentración del reactivo que se conoce como constante de rapidez (k) definida por Chang y Goldsby (2013) como una constante de a proporcionalidad entre la rapidez de reacción y la concentración del reactivo.

La fórmula para obtener k es:              k = rapidez / [reactivo]

• Ejemplo 3:

¿Cuál es la constante de rapidez (k) si la [Br2] es 0.0101 M y la rapidez a los 50 s es de 3.52 x10-5 M/s?

Utilizando la fórmula de la constante de rapidez:

k = rapidez

     [reactivo]

Sustituyendo los datos:       k =  3.52 x10-5 M/s  = 3.49 x10-3 /s

                                                       0.0101M

13.1 Ley de rapidez

La ley de rapidez según Chang y Goldsby (2013) expresa la realción de la rapidez de una reacción con la constante de rapidez y la concentración de los reactivos, elevados a alguna potencia. Brown, et al (2004) menciona que una ecuación que muestra cómo depende la velocidad de las concentraciones de los reactivos, recibe el nombre de ecuación de velocidad. Con respecto a una reacción general

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