Tema 4. Cinética y equilibrio químico

Nota:

• Reactivo consumido o producto formado por unidad de tiempo.

1. Factores que le influyen
   1. Modificación de las concentraciones de los reactivos
   2. Presencia de un catalizador que no aparece en la ecuación estequiométrica.

1. Cuando hay un reactivo, es proporcional a la concentración; si hay dos se usa el método de vel. inicial.
2. Depende mucho de la temperatura; la ecuación de Arrhenius lo demuestra.
3. Métodos de cálculo
   1. Método de velocidad inicial:
      1. Se utiliza para saber el orden de reacción
         1. Orden 0 = no hay cambios.
         2. Orden 1 = duplica la velocidad.
         3. Orden 2 = cambios proporcionales exponencialmente 2^2.
   2. Ley de velocidad integrada:
      1. Saber la concentración de un reactivo en un determinado momento.
4. V=K·[A]^m·[B]^n
   1. Cte. de velocidad "k":
      1. El valor es elevado en reacciones rápidas.
      2. Es bajo en reacciones lentas.
   2. [A], [B] : Concentraciones de reactivos.
   3. m, n ,... :Órdenes de reacción. El orden global es igual a la suma de todos.
      1. 0 => no cambia la velocidad al modificar las concentraciones.
      2. 1=> cambios proporcionales.
         1. 2, 3, ... => duplica, triplica, etc; la velocidad.
      3. 2 => proporcional exponencialmente 2^2=4
5. Se tiene que determinar experimentalmente; no se puede a partir de la ecuación estequimétrica.

1. Choques de moléculas = reacción
2. Más choques por unidad de tiempo = mayor velocidad de reacción.
3. En gases: si aumenta la temp. aumenta la velocidad de las moléculas y la frecuencia de choques (+ velocidad de reacción).
4. Orientación adecuada = colisión efectiva.
5. E. activación: E. mínima generada en el choque para que dos moléculas reaccionen.

1. Estado intermedio en la reacción.
2. E. mínima para que se forme: E. activación.
3. Se forma en el punto máximo de energía y es inestable.
4. Es el paso en el que se rompen los enlaces de los reactivos y forman los enlaces de los productos.
5. Aunque para la formación se suministra energía, la reacción global puede ser endotérmica o exotérmica.

1. Aumentan la velocidad de reacción.

   Nota:

   • Porque disminuyen la energía de activación.
   • No varían ningún otro factor, sólo la velocidad.
2. No se consumen y se pueden volver a usar.
3. No aparecen en la ecuación estequimétrica.
4. Son específicos; no valen para cualquier reacción.
5. Fases:
   1. Homogénea: Mismo estado que reactivos.
   2. Heterogénea: distinto estado que reactivos.

      Nota:

      • Cuando se usa un sólido en una reacción entre gases, se realiza en la superficie del sólido y se llama catálisis superficial.

1. Proceso por el que se desarrolla una reacción.
2. Se realiza en varias etapas = procesos elementales.
3. Se crean componentes intermedios
   1. Se consumen en la reacción.
   2. Tienen concentraciones muy bajas.
   3. Muy reactivos y muy importantes en la reacción.
   4. Suelen ser especies con nº impar de electrones.
4. En función del nº de moléculas pueden ser unimoleculares, bimol., trimol., etc

Nota:

• Los exponentes de la ecuación  de velocidad de un proceso elemental (una sola etapa) coinciden con los coeficientes estequiométricos de este proceso ajustado

1. Las etapas tienen velocidades distintas.
2. La etapa más lenta es la determinante: velocidad limitante.
3. Proceso unimolecular: orden 1 en la reacción global.
4. Proceso bimolecular: orden 2 en la reacción global.
5. Puedo saber cual es la vel. lenta contrastando la La ley de el. con cada proceso.

1. Equilibrio dinámico: coexisten reactivos y productos.
2. Reacción directa e inversa: desarrollo a la misma velocidad.
3. Cálculos: tabla ICE.
4. Se puede predecir la dirección con el cociente de reacción Q.
5. Ctes. de equilibrio.
   1. Kc : cte. de concentración.
   2. Kp: cte. de presiones parciales.
   3. Las dos se relacionan entre sí (fórmula).
   4. Sólo se calculan los elementos en estado gaseoso.
6. Factores que afectan al equilibrio.
   1. Cambio de concentraciones en reactivos o productos.
   2. Cambios de temperatura.
   3. Cambio de presión.