Fisicoquimica. MEDICIONES DE VELOCIDAD.
Enviado por mariana_iv27 • 8 de Noviembre de 2015 • Síntesis • 1.109 Palabras (5 Páginas) • 273 Visitas
32.2 MEDICIONES DE VELOCIDAD
En el curso de una reacción química, las concentraciones de todas las especies presentes varían con el tiempo, cambiando también las propiedades del sistema. La velocidad de la reacción se calcula midiendo el valor de cualquier propiedad adecuada que pueda relacionarse con la composición de sistema como una función del tiempo.
No importa la propiedad que escojamos para la medición, los datos deben, en última instancia, traducirse a variaciones de concentración de los reactivos o productos en función del tiempo. La fórmula indica esquemáticamente esta variación para un reactivo y un producto. La concentración de cualquier reactivo disminuye desde su valor inicial hasta el equilibrio y la concentración de cualquier producto aumenta desde su valor inicial (generalmente cero) hasta el equilibrio.
[pic 1]
El número de moles de i-ésima especie, está dado por:
[pic 2]
Entonces diferenciando función del tiempo, obtenemos
[pic 3]
Definimos la velocidad de reacción como la velocidad de incremento del avance con el tiempo:
[pic 4]
La velocidad de cambio del número de moles de la i-ésima especie está dada por la ecuación, que invirtiéndola resulta [pic 5]
[pic 6]
La relación entre la velocidad de reacción y la velocidad de cambio del número de moles depende del conjunto determinado de coeficientes utilizados para equilibrar la reacción química. Hay que recordar que la velocidad de reacción, [pic 7]no está definida hasta haber escrito una ecuación química balanceada.
Finalmente, seleccionamos alguna propiedad mensurable, Z, con una dependencia conocida del número de moles o concentraciones de las diversas sustancias que participan en la reacción, si conocemos la funcionalidad:
[pic 8]
Para la velocidad de reacción por unidad de volumen.
Esta la relación requerida entre la velocidad de reacción, [pic 9] y la velocidad de cambio de la propiedad medible con el tiempo[pic 10]. Si el volumen del sistema es constante entonces [pic 11]y obtenemos:
[pic 12]
Ejemplo 32.1 La velocidad de descomposición del acetaldehído puede estudiarse midiendo la presión en un sistema a volumen y temperatura constantes. Exprésese la velocidad de reacción en función de la velocidad de cambio de la presión. La reacción global es
[pic 13]
Con números de moles
[pic 14]
Entonces
[pic 15]
La presión inicial, [pic 16] por tanto, [pic 17] y obtenemos
Alternativamente, podemos utilizar la ecuación[pic 18]. Vemos que: [pic 19] para toda [pic 20]entonces la ecuación[pic 21] se convierte en:[pic 22]
[pic 23]
32.3 LEYES DE VELOCIDAD
La velocidad de reacción será función de la temperatura, la presión y las concentraciones de las distintas especies de la reacción, [pic 24] y puede depender de las concentraciones, [pic 25] de especies como catalizadores o inhibidores que pueden no aparecer en la reacción global. Podemos expresar la velocidad de reacción como la suma de las velocidades de las reacciones homogénea y de superficie:
[pic 26]
Ley de velocidad para la reacción.
Las reacciones se clasifican cinéticamente como homogéneas y heterogéneas. Una reacción homogénea tiene lugar en una sola fase; una reacción heterogénea se produce, al menos en parte, en más de una fase. Un tipo común de reacción heterogénea tiene una velocidad que depende del área de una superficie que está expuesta a la mezcla de reacción.
Para las reacciones homogéneas.
En muchos casos, la ley de velocidad tiene la forma sencilla
[pic 27]
El orden de la reacción gobierna la forma matemática de la ley de la velocidad y, por tanto, la variación de la concentración de todas las especies con el tiempo.
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