Cinética de Reacciones Homogéneas

GL42A, Jueves 27 de Septiembre, 2007Prof. Martin Reich

Reacciones homogéneas

Reacciones elementales (o globales)

Son aquellas reacciones que ocurren en UN solo paso, y la ecuación química refleja exactamente el

mecanismo de reacción

la reacción no puede “decomponerse” en otras reacciones elementales

Reacciones netas (o globales)

Son aquellas reacciones que ocurren en MÁS de un paso o etapa, y la ecuación química NO refleja el

mecanismo de reacción

neta

elementales

Reacciones netas (o globales)

neta

elementales

Reacciones netas (o globales)

O2 + O →O3 neta

O2 + hv →2O

O + O2 → O3

O3 + hv → O2 + O

O + O3 → 2 O2

elementales

Colisiones...

Teoría cinética de los gasesDistribución de Maxwell-Boltzmann

http://www.chm.davidson.edu/ChemistryApplets/KineticMolecularTheory/Maxwell.html

Distribución f(T)

tipos de colisiones de partículas

2 partículas colisionansimultáneamente

3 partículas colisionansimultáneamente

Molecularidad de una reacción

• Molecularidad uno (1)

• Molecularidad dos (2)

• Molecularidad tres (3)

•

•

muy poco probable

Molecularidad de una reacción

diferencia con la termodinámica al multiplicar las reacciones?

refleja mecanismo de reacción

NO refleja mecanismo de reacción

Progeso de reacción (ξ) y Velocidad de Reacción (dξ/dt)

tasa o velocidad de reacción(”reaction rate”):

Progeso de reacción (ξ) y Velocidad de Reacción (dξ/dt)

Para independizarnos de las concentraciones, introducimos una nueva variable llamada “progreso de reacción” (ξ)

“progreso de reacción” (ξ): los moles que varían en la reacción

variación de las concentraciones con el tiempo

Progeso de reacción (ξ) y Velocidad de Reacción (dξ/dt)

Reacción química

(l)amarillo + (m)azul ↔ (n)café + (o)verde

CO(g) + NO2(g) ↔ CO2(g) + NO(g)

http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/ChemicalEquilibrium

(animación U. de Northwestern)

Ley de velocidad de reacción(reaction rate law)

Corresponde a la relación entre la velocidad de reacción y las concentraciones de los reactivos y productos

ojo! esta ley específica es para la reacción directa

Para la reacción elemental directa: aA + bB → productos

dξ/dt = ?

dξ/dt = kdir[A]a[B]b

Orden de reacción

- k se denomina “constante de velocidad de reacción”

- sus unidades son [unidades de concentración]s-1

dξ/dt = kdir[A]a[B]b

a + b

Reacciones de orden cero

solución de la EDO?

Reacciones de primer orden

solución de la EDO?

Reacciones de segundo orden

solución de la EDO?

Ley para reacciones directas e inversas

Para la reacción: aA + bB ↔ cC

La ley de velocidad de reacción para las reacciones directa (dir) e inversa (inv) específica es:

dξ/dt = ?

dξ/dt = kdir[A]a[B]b - kinv[C]c

solución EDO?

dξ/dt = kdir[A]a[B]b - kinv[C]c

en el equilibrio?

• Próxima clase:

- Energía de activación

- Teoría de estados de transición

- Catálisis