FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA

CINÉTICA QUÍMICA Y CATÁLISIS

Trabajo Nº2:

Estado transitorio

PROFESOR : MGR. JUAN HERALDO VILOCHE BAZÁN

ESTUDIANTE : GRISSEL JOANA VARGAS JOAQUÍN

CÓDIGO : 08 – 32502

AÑO DE ESTUDIOS : 4to

PERÚ – TACNA

2014

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN

ESTADO TRANSITORIO

Una modificación muy importante de la teoría de las colisiones es la llamada teoría del estado de transición (Eyring 1935), en la que se supone que la reacción transcurre a través del llamado complejo activado (o complejo de transición). Este es un agregado constituido por las moléculas reaccionantes, y en el que algunos de los enlaces primitivos se han relajado (o incluso roto) y se han empezado a formar nuevos enlaces. Debido a su elevada energía (tiene acumulada toda la energía cinética de las moléculas reaccionantes), es muy inestable y se descompone inmediatamente originando los productos de la reacción:

A este estado se le llama “estado de transición”, y al complejo molecular, “complejo activado”. Debido a su alta energía este estado transitorio es inestable, por lo que tiende a evolucionar a un estado energético más favorable, desprendiendo energía.

Lo que determina que una reacción sea rápida o lenta es el valor de la energía de activación, o energía necesaria para alcanzar el complejo activado, cuya formación no sólo necesita una determinada cantidad de energía, sino también de la orientación de las moléculas en el choque.

Según esto, puede darse el caso de procesos exotérmicos cuya reacción sea lenta, ya que el salto energético correspondiente a la energía de activación es muy elevado; y procesos endotérmicos con velocidad de reacción relativamente alta, si la energía de activación es fácil de conseguir por los reactivos.

La formación del complejo activado supone que hay que remontar una barrera energética, cuya altura es la energía de activación, Ea, para que la reacción pueda producirse. Es evidente que, si esta energía de activación es pequeña, habrá muchas moléculas con mayor energía cinética, por lo que muchos choques serán eficaces y será grande la velocidad de reacción. En cambio sí Ea es grande, muy pocas moléculas tendrán suficiente energía cinética para remontar la barrera, con lo que casi todos los choques serán ineficaces y la velocidad de reacción muy pequeña.

Se comprende también que, aunque la reacción sea exotérmica, en muchos casos hay que suministrar energía (calentando, por ejemplo) para iniciar la reacción. La diferencia, pues, con una reacción endotérmica es que en ésta hay que suministrar calor durante todo el proceso.

Los reactivos están siempre en equilibrio con el complejo del estado de transición. Esta hipótesis constituye la parte fundamental de esta teoría y es la diferencia con la Teoría de las Colisiones.

La velocidad de formación de producto es igual a la concentración de complejo activado en la cima de la barrera de energía multiplicada por una constante.

Bajo la suposición de equilibrio entre los reactivos y el complejo activado, a partir de la expresión de la constante de equilibrio podemos obtener la concentración de [X≠]

Por lo tanto, podemos escribir la ecuación de velocidad como:

Definición de k2:

- Si cada complejo activado que se forma se disocia para dar productos, entonces k2 = νν = frecuencia de vibración asociada con el enlace C-Cl

- Es posible que el complejo activado se regrese hacia la formación de reactivos, por lo que solo una fracción de los complejos activados dará lugar a productos.

- Para tener en cuenta esta posibilidad se incluye un término referido como coeficiente de transmisión, қ en la definición de k2

k2= қ ν

La termodinámica estadística define la frecuencia como:

Por lo que de acuerdo con la Teoría del Estado de Transición, la constante de velocidad está dada por la expresión:

Coeficiente de transmisión, қ, no tiene unidades.

Para que las unidades sean las mismas a ambos lados de la ecuación se añade el término M1-m, donde M es la molaridad y m la molecularidad de la reacción.

Formulación termodinámica de la teoría del estado de transición:

La constante de velocidad puede escribirse como:

La ecuación de velocidad se puede representar como:

y corresponde a la entropía y entalpia molar estándar respectivamente.

Bibliografía:

- http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/apuntesparte7_10181.pdf

- http://www.coleinmaculadanina.org/ArchivosColegiosDivInfantita_DivInfantitaGranada/Archivos/bachiller/Quimica/Tema%204.%20Cin%C3%A9tica%20qu%C3%ADmica.pdf