FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS Y METALURGICA

REACCIONES DE 2 Y 3 ORDEN

CLASE 3

CINETICA METALURGICA

ING. ROGER ALFONSO MOZO HORNA

Orden de reaccin

Magnitud experimental que representa el exponente con el que los reactivos intervienen en la ley de velocidad.

El orden de la reaccin con respecto a una especie concreta depende de si dicha especie aparece una o ms veces. Por ejemplo, ecuacin de velocidad [A]m[B]n, la reaccin ser de orden m con respecto a [A] y de orden

n con respecto [B].

En los procesos elementales del mecanismo de reaccin pueden coincidir orden y molecularidad.

proceso bimolecular:

proceso bimolecular:

ejemplo:

La variacin de la concentracin con respecto al tiempo es inversamente proporcional, dicho de otra manera, el inverso de la concentracin de uno de los reactivos o productos es directamente proporcional al tiempo de reaccin

ecuacin de velocidad para las ecuaciones de segundo orden :

El anlisis, no suele coincidir con idnticas concentraciones de los sustratos, de modo, que se debe mantener una de las dos constante. Esto se consigue aadiendo uno de los dos en exceso, con lo que podemos considerar su variacin constante con el tiempo.

Una reaccin es de segundo orden si la velocidad es proporcional al

cuadrado de la concentracin de uno de los reactivos o al producto

de las concentraciones de dos especies reactivas.

El modo ms sencillo de determinar la constante de velocidad

es realizar la representacin grfica de 1/[A] frente al tiempo y calcular la pendiente, que equivale a k.

Si con una concentracin inicial de A dada la mitad de las molculas tarda en reaccionar 5 s, la mitad de las molculas restantes tardar 10 s, etc. Debido a que las colisiones entre dos molculas de A sern menos frecuentes a medida que disminuye [A].

La representacin grfica, (V vs [A]) ser una parbola.

La grfica de 1/CA vs. t ser una recta, siendo la

pendiente de la recta la constante de velocidad y sus

unidades son conc.* tiempo-1

Existen diferentes tipos de reacciones de segundo orden:

1. con una reactante

2. con dos reactantes

3. autocatalticas

un reactante La expresin de la velocidad de la reaccin esta dada por:

La ecuacin linealizada obtenida despus de la integracin:

Si la reaccin es de segundo orden entonces la grafica de 1/A contra el tiempo proporcionar una lnea recta con pendiente k2.

dos reactantes La expresin de la velocidad de reaccin est representada por una ecuacin y dos

incgnitas:

La estoiquiometra del balance de masa implica que:

La solucin a la ecuacin (21) es entonces:

La grafica de ln (A/B) contra el tiempo debe dar una lnea recta con pendiente k2(B0-A0).

Ejemplos: -Cintica microbial (substrato + clula) -Reacciones de adsorcin (adsorbente + adsorbido) -Reacciones redox acuticos (Oxidante + Reductor)

AutocatalticoEstoiquiometra de la reaccin:

Obtencin de lnea recta al graficar ln(AoR/ARo) vs Tiempo. A0 = Concentracin inicial del reactante R0 = Concentracin inicial del autocatalizador

Ejemplos: -Reacciones redox fotolticas. -Nuclear. -Crecimiento cristalino.

Las reacciones autocatalticas se observan cuando se requiere cierta cantidad del producto para acelerar la velocidad de la reaccin.

Ejemplos de reacciones de 2 orden:

saponificacin de un ster en solucin alcalina

descomposicin trmica del acetaldehdo gaseoso

formacin del cido iodhdrico a partir de sus elementos en fase gaseosa

Bromacin de la acetona.

Orden de reaccin: Suma de los exponentes a los que estn elevados los reactivos en la ley de velocidad, o lo que es lo mismo, suma de los rdenes parciales de cada reactivo.

Ejemplo:

Reacciones de Tercer Orden:

Poco frecuentes en la prctica con gases.

Ms frecuentes en solucin

El sistema es:

Hay tres tipos posibles de reacciones de tercer orden:

3A productos

2A + B productos

A + B + C productos

En el primer caso la ley de velocidad depende de la tercera

potencia de un reactivo:

El segundo caso es una reaccin de segundo orden con respecto a A y primer orden con respecto a B. La ley de velocidades:

El tercer caso es cuando se tiene una reaccin que tiene dependencia de primer ordenen cada uno de los componentes:

GRACIASING. ROGER ALFONSO MOZO HORNA