Velocidad De Reacciones Químicas.

DESARROLLO

Se define la velocidad de una reacción química como la cantidad de sustancia formada (si tomamos como referencia un producto) o transformada (si tomamos como referencia un reactivo) por unidad de tiempo. La velocidad de reacción no es constante. Al principio, cuando la concentración de reactivos es mayor, también es mayor la probabilidad de que se den choques entre las moléculas de reactivo, y la velocidad es mayor. A medida que la reacción avanza, al ir disminuyendo la concentración de los reactivos, disminuye la probabilidad de choques y con ella la velocidad de la reacción. La medida de la velocidad de reacción implica la medida de la concentración de uno de los reactivos o productos a lo largo del tiempo, esto es, para medir la velocidad de una reacción necesitamos medir, bien la cantidad de reactivo que desaparece por unidad de tiempo, o bien la cantidad de producto que aparece por unidad de tiempo. La velocidad de reacción se mide en unidades de concentración/tiempo, esto es, en (mol/l)/s es decir moles/(l•s). La velocidad media de aparición del producto en una reacción está dada por la variación de la concentración de una especie química con el tiempo: v=dC/dt \,\! La velocidad de aparición del producto es igual a la velocidad de desaparición del reactivo.

Se define la velocidad de una reacción química como la cantidad de sustancia formada (si tomamos como referencia un producto) o transformada (si tomamos como referencia un reactivo) por unidad de tiempo. La velocidad de reacción no es constante. Para:

aA + bB ---------> cC + dD

v=k(A^a)(B^b)

Donde:

k= constante de velocidad especifica.

A= concentración molar de A

B= concentración molar de B

a= coeficientes estequiométricos para una reacción elemental

Ejemplo:

Dada la siguiente reacción química elemental:

2A + B -----> C ¿en cuántas veces se incrementara la velocidad de reacción, si el volumen del recipiente en el cual se lleva a cabo dicha reacción se reduce a la mitad?

Resolución:

La velocidad de la reacción será:

v=k(A^2)(B)

Para el volumen inicial:

v1=k(nA/V)^2 x (nB/V)

Si el volumen se reduce a la mitad, tendremos:

v2=k(2nA/V)^2 x (2nB/V)

Arreglando tenemos:

v2=8k(nA/V)^2 x (nB/V)

Reemplazando:

v2=8kv1

Por lo tanto la velocidad de reacción se incrementara en 7 veces.

CATALIZADORES

Un catalizador propiamente dicho es una sustancia que está presente en una reacción química en contacto físico con los reactivos, y acelera, induce o propicia dicha reacción sin actuar en la misma.

Catalizadores positivos: que aceleran la rapidez de una reacción.

Catalizadores negativos: que disminuyen la rapidez de una reacción.

CARACTERÍSTICAS DE LOS CATALIZADORES

Los catalizadores se caracterizan con arreglo a las dos variables principales que los definen: la fase activa y la selectividad. La actividad y la selectividad, e incluso la vida misma del catalizador, depende directamente de la fase activa utilizada, por lo que se distinguen dos grandes subgrupos: los elementos y compuestos con propiedades de conductores electrónicos y los compuestos que carecen de electrones libres y son, por lo tanto, aislantes o dieléctricos. La mayoría de los catalizadores sólidos son los metales o los óxidos, sulfuros y haloideos de elementos metálicos y de semimetálicos como los elementos boro aluminio, y silicio. Los catalizadores gaseosos y líquidos se usan usualmente en su forma pura o en la combinación con solventes o transportadores apropiados.

TEORÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

La teoría de las colisiones es una teoría propuesta por Max Trautz y William Lewis en 1916 y 1918, que explica cualitativamente cómo ocurren las reacciones químicas y porqué las velocidades de reacción difieren para diferentes reacciones. Para que una reacción ocurra las partículas reaccionantes deben colisionar. Solo una cierta fracción de las colisiones totales causan un cambio químico; estas son llamadas colisiones exitosas. Las colisiones exitosas tienen energía suficiente (energía de activación) al momento del impacto para romper los enlaces existentes y formar nuevos enlaces, resultando en los productos de la reacción. El incrementar la concentración de los reactivos y aumentar la temperatura lleva a más colisiones y por tanto a más colisiones exitosas, incrementando la velocidad de la reacción.

FACTORES QUE AFECTAN LA RAPIDEZ DE LAS REACCIONES QUÍMICAS.

Para verificar que una reacción química se lleve a cabo en un tiempo correcto y con una eficiencia del 100% es necesario controlar los factores que afectan la velocidad de reacción y son los siguientes:

-Naturaleza de los reactivos. Sus propiedades físicas y químicas, en particular el tamaño de las partículas, ya que entre mayor tamaño la reacción se retardara por más tiempo

-Temperatura. Al incrementar la temperatura las moléculas presentan mayor movimiento y chocan entre si y la velocidad de reacción es más rápida.

-Concentración de los reactivos. Esta se debe calcular de forma estequimétrica, ya que la velocidad de la reacción está en función de la concentración de los reactivos.

-Catalizadores. Son compuestos químicos que aceleran la velocidad de reacción, pero que no intervienen en ella (ej. platino, ceolita)

IMPORTANCIA DE LA RAPIDEZ DE LAS REACCIONES QUIMICAS.

Normalmente en una empresa química, en una industria, laboratorio, etc., se pretende siempre economizar tanto tiempo (el tiempo es oro) y dinero, entonces cuando una reacción química es lenta se hace uso de alguna técnica o algún reactivo inerte a la reacción (puede ser una catalizador, aunque alguno de estos son muy caros sobretodo los de fase homogénea).

Es importante porque de ello dependen muchos procesos, por ejemplo, imagina que vas a preparar un jabón, pero cuando mezclas la lejía de sosa con el aceite, la reacción de saponificación tarda tres meses, esto elevaría los costos de producción y nadie usaría jabones, pero debido a que la velocidad de esta reacción es rápida, puedes producir muchos jabones en poco tiempo a un costo bajo. En el caso contrario, en ocasiones es necesario que las reacciones se lleven a cabo a una velocidad muy lenta, para que no produzcan problemas. La velocidad de reacción la puedes modificar con catalizadores, que son compuestos que te permiten aumentar o disminuir la velocidad de reacción, ejemplos de catalizadores son las enzimas, sin ellas, tardarías muchos días en digerir tus alimentos, otro ejemplo es el calor, si mezclas azúcar y agua muy fría, tardarás más en obtener la solución que si usas agua caliente.

INTRODUCCIÓN

En el siguiente trabajo se hablará sobre la rapidez que obtiene una reacción química, la cual se aumenta por un proceso llamado catálisis, debido a la participación de una sustancia llamada catalizador.

En el mismo se hablará sobre la importancia de las reacciones en la vida cotidiana e industriales. También se encontrará las teorías de la velocidad, las características de los catalizadores y las fórmulas para calcular la rapidez de reacciones.

CONCLUCIÓN

Al culminar el siguiente trabajo se llegó a las siguientes conclusiones:

• La rapidez de una reacción es producida por la catálisis.

• Los catalizadores son sustancias presentes en las reacciones químicas.

• La teoría de las colisiones es una teoría propuesta por Max Trautz y William Lewis en 1916 y 1918.

• Hay factores que pueden alterar las reacciones químicas, como la temperatura e incluso los catalizadores.

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN

COLEGIO U.E. NUESTRA SEÑORA DEL CARMEN

HIGUEROTE – MUNICIPIO BRIÓN – EDO. MIRANDA.

Rapidez de

Reacciones Químicas

¬PROFESORA: ALUMNAS:

PABLA KEY ANGIE VARGAS

ISABEL HERNANDEZ

HIGUEROTE, 27/02/13

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