VELOCIDAD DE REACCION

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE GUTIÉRREZ ZAMORA

CARRERA:

QUÍMICA INDUSTRIAL

MATERIA:

CINÉTICA Y REACCIONES QUÍMICAS

TEMA:

“VELOCIDAD DE REACCIONES IRREVERSIBLES”

PRESENTA:

ING. JOSÉ LUIS XOCHIHUA JUAN

Gutiérrez Zamora, Ver. a Martes 29 de Julio del 2014.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE GUTIÉRREZ ZAMORA

PLAN DE CLASE

Carrera: Química Industrial Nivel: Técnico Superior Universitario

Docente: Ing. José Luis Xochihua Juan Materia: Cinética y Reacciones Químicas

Unidad: II “Velocidad de Reacciones Químicas Irreversibles”

OBJETIVO CONTENIDOS DE LA UNIDAD

TEÓRICOS HEURÍSTICOS AXIOLÓGICOS

Determinar la velocidad de una reacción química irreversible a partir del comportamiento de la concentración con respecto al tiempo. Conceptos básicos

Definir los conceptos de rapidez de reacción, molecularidad y orden de reacción.

Discutir la relación entre la cinética de una reacción irreversible.

Obtener la expresión de la de la velocidad de reacción a partir de un mecanismo propuesto.

Recopilación e Interpretación de datos.

Análisis de información

Elaboración e interpretación de gráficas y tablas de propiedades físicas y químicas.

Disciplina

Interés

Confianza

Colaboración

Tolerancia

Honestidad

Disposición

Responsabilidad

Compromiso

Participación

Respeto

ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS

DE ENSEÑANZA DE APRENDIZAJE

Encuadre y criterios de evaluación

Organización de grupos

Tareas para estudio independiente en clase y extraclase.

Discusión dirigida

Plenaria

Exposición medios didácticos

Enseñanza tutorías

Aprendizaje basado en problemas Búsqueda de información

Lectura e interpretación

Análisis y discusión de problemas

Manejo de información bibliográfica

Resolución en equipo de problemas propuestos por los autores de la bibliografía recomendada

Discusiones grupales en torno a los ejercicios

Exposición de clases.

APOYOS EDUCATIVOS

MATERIAL DIDÁCTICO RECURSOS DIDÁCTICOS

Libros

Apuntes

Antología

Fotocopias

Acetatos Proyector de acetatos

Computadora y cañón

Acetatos

Pintarrón

Plumones

PROCESO DE EVALUACIÓN

EVIDENCIA (S) DE DESEMPEÑO CRITERIO(S) DE DESEMPEÑO CAMPO (S) DE CALIFICACIÓN PORCENTAJE

Exámenes parciales

Trabajos y Reportes de problemas

Investigación documental

Asistencia a clases

Individual:

Oportunos

Legibles

Planteamiento coherente y pertinente

Individual:

Oportunos

Legibles

Planteamiento coherente y pertinente Aula

Aula

Biblioteca, Centro de Computo, Internet

60 %

20 %

20 %

FUENTES DE INFORMACIÓN

BÁSICAS

SMITH, J.M. Ingeniería de la Cinética Química. México, CECSA, 1991. 774 p.

COMPLEMENTARIAS

LEVENSPIEL, O. Ingeniería de la Reacciones Químicas. México, Reverte, 1986. 634 p.

P. Atkins, L. Jones. Principios de Química. Los caminos del descubrimiento. 3° Edición, Buenos Aires, Editorial Médica Panamericana. 2006. 736.

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN 3

OBJETIVOS 3

Objetivo General 3

Objetivo Específico 3

1. CARACTERÍSTICAS E IMPORTANCIA DE LA CINÉTICA QUÍMICA 3

1.1. Conceptos Generales 3

2. EXPRESIÓN DE LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA 3

3. ECUACIÓN DE VELOCIDAD 3

3.1. Orden de reacción 3

4. ECUACIONES INTEGRADAS DE VELOCIDAD 3

4.1. Reacciones de Orden Cero 3

4.2. Reacción irreversible de Primer Orden 3

4.3. Reacción irreversible de Segundo Orden 3

4.3.1. Reacción de Segundo Orden Clase I 3

4.3.2. Reacción de Segundo Orden Clase II 3

4.4. Reacción irreversible de Tercer Orden 3

4.4.1. Reacción de Tercer Orden Clase I 3

CONCLUSIÓN 3

BIBLIOGRAFÍA 3

INTRODUCCIÓN

Para que una reacción química tenga lugar no sólo es necesario que este favorecida termodinamicamente, sino que además, es necesario que se dé a una velocidad suficiente. Si bien se sabe que por medio de la termodinámica es posible predecir la ocurrencia de reacciones, pero no se habla de un aspecto que es de suma importancia y que tiene relación con el tiempo en el cual se llevan a cabo estos procesos. La cinética química da cuenta de este aspecto por lo que define la velocidad con que se lleva a cabo una reacción y de las variables que la afectan (concentración, temperatura, presión, etc.). Por lo tanto, la Cinética informa del tiempo necesario para que se alcance el equilibrio. A partir de este estudio se puede conocer el camino por el que transcurre la reacción (mecanismo de la reacción).

Por ejemplo, la combustión del fosforo de una cerilla es un fenómeno rápido, pero el fosforo permanece en contacto con el oxígeno del aire sin alterarse, a menos que el calor del roce inicie el proceso. En algunos casos interesa acelerar las reacciones químicas, como en los procesos industriales de fabricación de productos. En otras ocasiones interesa retardar los procesos, como en la conservación de alimentos.

En este texto se establece un apoyo que muestra aspectos relevantes de teoría de la cinética química, su nomenclatura, las ecuaciones sobre la velocidad de reacciones irreversibles, así como también el saber definir el orden de una reacción.

OBJETIVOS

Objetivo General

Determinar la velocidad de una reacción química irreversible a partir del comportamiento de la concentración con respecto al tiempo.

Objetivo Específico

Comprender el significado de la velocidad de una reacción irreversible a partir de ecuaciones química.

Definir el orden de reacción.

Obtener la expresión de la de la velocidad de reacción a partir de un mecanismo propuesto.

Analizar el comportamiento de la concentración con el tiempo para reacciones de distinto orden ( orden cero, primero, segundo y tercer orden de reacción)

1. CARACTERÍSTICAS E IMPORTANCIA DE LA CINÉTICA QUÍMICA

1.1. Conceptos Generales

Cinética: Rama de la Ciencia que estudia la velocidad de los procesos fuera del equilibrio.

Cinética Química: Es la rama de la fisicoquímica que estudia la velocidad de las reacciones químicas. Pero, además, estudia y desarrolla modelos de los “mecanismos” de dichas reacciones para poder “explicar” los resultados experimentales de las mediciones de dichas velocidades.

La Cinética Química se puede dividir en dos partes:

Homogénea: La reacción química se produce en cualquier punto del sistema.

Heterogénea: La reacción química se produce en la superficie de separación entre las dos fases del sistema.

Las reacciones se clasifican de diversos modos. Según el mecanismo, pueden ser:

Irreversibles: Son aquellas reacciones que se realizan en una sola dirección. En este caso la constante de equilibrio es muy grande. Ejemplo:

A+B →C+D

Reversibles: Son aquellas reacciones que se realizan en dos direcciones. Estas reacciones se caracterizan por que los productos formados inician una reacción opuesta cuya velocidad incrementa conforme se acumulan los mismos, alcanzando finalmente un valor igual al de la formación de los productos. En este momento la velocidad total se hace igual a cero y, el sistema estará en equilibrio. Ejemplo:

A+B↔C+D

Simultáneas

Consecutivas

También se pueden clasificar en base a la molecularidad (número de moléculas que participan en la reacción):

Unimoleculares

Bimoleculares

Mecanismos de reacción: Es el conjunto de todas las etapas que llevan a las sustancias reaccionantes a convertirse en productos. El mecanismo de reacción determina de forma decisiva la velocidad de reacción.

Velocidad de reacción: Expresa la cantidad de materia que está siendo consumida o producida por unidad de tiempo (moles/s).

De acuerdo con esta definición, la velocidad de reacción es una propiedad extensiva, puesto que depende del tamaño del sistema. Dividiendo por el volumen del sistema (V) se transforma en intensiva. Es decir, que depende directamente del volumen

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