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7/28/2019 Integrales en Quimica de Materiales
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QUIMICA DE MATERIALES
TEMA 5. CINTICA QUMICA, TERMODINMICA YEQUILIBRIO
Cintica. IntroduccinCintica Qumica.Es el estudio de las velocidades y mecanismos de lasreacciones qumicas.
Velocidad de reaccin:Es una medida de la rapidez con la que seorman los productos o se consumen los reactivos.
Mecanismo de reaccin:Es la secuencia detallada de los pasos simples,elementales, que van desde los reactivos a los productos.
Velocidad de reaccin
Supongamos la reaccin:
La velocidad ser:
Constante de velocidad:Es una constante de proporcionalidad entre lavelocidad de reaccin y la concentracin de los reactivos.
Ecuacin de velocidad
Ecuacin general de velocidad
Supongamos la reaccin
Reutilizar
Curso
De
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Orden parcial para el reactivo i = ni
Orden de la reaccin (n)
Unidades de k:
Mtodos para determinar la velocidad de reaccin.
Mtodos Qumicos: Anlisis fuera del reactor
Mtodos Fsicos: Anlisis dentro del reactor
A) Prdidas de presin en reacciones gaseosas
Si la constante de velocidad viene expresada en unidades de presin:
Si la constante de velocidad viene expresada en unidades de
concentracin:
B) Mtodos dilatomtricos.Cambio en el Volumen
C) Mtodos pticos Polarimetra. Cambio en la polaridadRefractometra. Cambio en el ndice de refraccin.Colorimetra. Cambio en el color.Espectrofotometra. Variaciones en el espectro de luz.
D) Mtodos ElctricosConductimetra. Cambio en la conductividad.Potenciometra. Cambio en la potencia.
Polarografa. Cambio en la polaridad.
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2 Caso: A distinto de BA +Bproductos
Como A y B varan con el tiempo, para resolver la integral vamos a
ponerla en funcin de la cantidad que se pierde de A y de B.
Si uno de los reactivos est en exceso. Ej: B en exceso
C) Reacciones de tercer orden. (n=3) Supongamos la reaccin A +B +Cproductos
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Si representamos el 1/[A]2 frente al tiempo obtenemos una lnea recta con
ordenada = 1/[A]02 y con pendiente la constante de velocidad, sin
embargo, la representacin del Ln[A] o bien 1/[A]2 frente al tiempo es una
lnea curva.
Determinacin de los rdenes de reaccin y constantes de velocidadA) Mtodos diferenciales. Mtodo de velocidades iniciales
Supongamos la reaccin
Si x es pequeo o (a-x) >>>k-1 (El equilibrio es
lento)
Si k2
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Teora del estado de transicin
Las reacciones se deben a
choques entre lasmolculas
Para que exista reaccin
las molculas deben
colisionar de forma
adecuada
Para que exista reaccin
las molculas al colisionar
deben tener energa
suficiente.Energa de Activacin
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Las energa de las molculas cumple una
distribucin de Maxwell-Boltzman
El nmero de molculas por unidad de
volumen con una energa Ea (energa deactivacin)viene dado por la expresin:
Ecuacin deArrhenius
Variacin de la constante de velocidad con la temperatura
Si hacemos logaritmos neperianos tenemos:
Si representamos esta expresin obtenemos una recta con ordenada Ln(A)
y de pendiente la energa de activacin.
Catlisis
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Consiste en un aumento de la velocidad de reaccin al aadir una
determinada sustancia(CATALIZADOR)
El catalizador disminuye la energa de activacin por lo que aumenta la
constante de velocidad
El catalizador no modifica los parmetros termodinmicos (cte de
equilibrio, calor de reaccin, etc.)
Catlisis homognea
Los reactivos y el catalizador estn en la misma fase.
v = f([catalizador)]
Catlisis heterognea.
Los reactivos y el catalizador estn en diferente fase.
v = f(superf icie de catali zador)
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Catlisis encimtica.
Catlisis en sistemas biolgicos. v= f([encima])
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Copyright 2012, by the Contributing Authors. Esta obra se publica bajo una
licenciaCreative Commons License
Reconocer autora/Citar obra. Diego, J. P. d. (04/09/2008). Tema 5. Cintica
qumica, termodinmica y equilibrio (I). Obtenido el 04/06/2013, desde el
sitio Web de OCW - UC3M: http://ocw.uc3m.es/ciencia-e-oin/quimica-de-
los-materiales/Material-de-clase/tema-5.-cinetica-quimica-termodinamica-y-
equilibrio-i.
archivado en:equilibrio,Ciencia de los Materiales e Ingeniera Metalrgica,
termodinmica,cintica qumica
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