CINÉTICA DE LAS REACCIONES HOMOGÉNEAS.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “RAFAEL MARIA BARALT” VICERRECTORADO ACADEMICO UNERMB

ASIGNATURA: CINETICA Y CONVERSION CATALITICA DE LAS REACCIONES. UNIDAD II. CINÉTIC CINÉTICA A DE LAS REACCIONES HOMOGÉNEAS. 1.-Rea!"#e$ %"&"'(#ea$. Se habla de reacciones homogéneas cuando tanto reactivos y productos se encuentran en el mismo estado físico, es decir solo se distingue una sola fase. Sin embargo, si entre las sustancias que intervienen en la reacción se distinguen varias fases o estados físicos, se habla de reacciones heterogéneas. Ejemplos de equilibrio Homogéneo !"# $g% & #! $g% '''( !"#! $g% Ejemplos de equilibrio Heterogéneo Ca CO3( s )>Ca O( s )+CO2( g )

Rea!"#e$ $!&)*e. En primer lugar, cuando las sustancias reaccionan para formar productos, suele resultar  sencillo decidir, por su estequiometria, si la reacción es simple o m)ltiple, sobre todo si se conoce la estequiometria a m*s de una temperatura. +ecim +ecimos os que que la reacc reacció ión n es simp simple le cuan cuando do el tran transcu scurso rso de la mism mismaa se pued puedee repres represen enta tarr por por una una sola sola ecua ecuació ción n esteq estequi uiom ométr étrica ica y una una sola sola ecuaci ecuación ón ciné cinéti tica. ca.

Rea!"#e$ &+*,!)*e . enem enemos os reaccio reacciones nes m)ltip m)ltiples les cuando cuando para para represe representa ntarr los cambio cambioss observ observado adoss se necesit necesitaa m*s de una ecuació ecuación n estequi estequiomé ométric trica, a, necesit necesit*nd *ndose ose entonc entonces es m*s de una e-presión cinética para seguir las variaciones de la composición de cada uno de los componentes de la reacción.

Rea!"#e$ e*e&e#,a*. or el contrario, una reacción elemental es aquella que no se puede descomponer en etapas m*s sencillas. /a ecuación cinética de una reacción elemental depende de la concentración de todos y cada uno de sus reactivos, y sólo de ellos, y los órdenes  parciales coinciden con los coe0cientes estequiométricos de cada componente. +e

hecho, en el caso de reacciones elementales se habla de molecularidad y no de orden de la reacción. /a molecularidad es, pues, una característica de las reacciones elementales, pero no una característica )nica. 1lgunas reacciones complejas cuentan también con órdenes de reacción que coinciden con los coe0cientes estequiométricos de sus reactivos. 2na reacción química elemental es aquella que consta de una sola etapa, en la que no se observan compuestos intermedios, y los reactivos reaccionan en un solo paso, no se necesita de varias etapas para describir cómo sucede la reacción molécula a molécula. 1 diferencia de lo que sucede en las reacciones complejas, en las reacciones elementales se puede definir la molecularidad de la misma, es decir, el n)mero de moléculas que  participan como reactivos. ara hallar la molecularidad de una reacción elemental, debemos sumar los coeficientes estequiométricos de los reactivos. En las reacciones químicas elementales, también podemos definir el orden de la reacción, que es igual al resultado de los e-ponentes de la ecuación de velocidad de la reacción, sumados. E-isten reacciones elementales unimoleculares, bimoleculares y trimoleculares, aunque éstas )ltimas son poco frecuentes. En una reacción unimolecular, una molécula 1 se disocia o se isomeri3a para formar el  producto. En este tipo de reacciones, si tenemos una temperatura constante, se da que la velocidad de reacción es directamente proporcional a la concentración de 1. En las reacciones bimoleculares, dos *tomos o moléculas, que llamaremos 1 y 4, reaccionan entre ellas, para formar uno o varios productos. En este caso, siempre considerando una temperatura constante, la velocidad de la reacción es proporcional al  producto de las concentraciones de 1 y 4. ambién puede suceder que tres moléculas reaccionen entre ellas, al mismo tiempo. Sería el caso de una reacción elemental trimolecular, aunque este tipo de reacciones son muy escasas. /a mayoría de las reacciones químicas comunes son reacciones complejas, las cuales se  pueden dividir en varias etapas de reacciones elementales. El conjunto de estas reacciones elementales, que forman parte de la misma reacción compleja, se denomina mecanismo de reacción. 2n ejemplo de conjunto de reacciones elementales, es la reacción de descomposición del o3ono, que est* compuesta por dos etapas, una unimolecular y otra bimolecular O3 < = >

O2 + O

O3 + O

–>

2 O2

/a reacción global, que se obtiene sumando las etapas, sería 2 O3 –>

3 O2

#tro ejemplo Si tenemos la siguiente reacción

En la cual dos moléculas de monó-ido de nitrógeno se combinarían con una molécula de o-ígeno para formar dos moléculas de dió-ido de nitrógeno. Sabemos que esta reacción es compleja, ya que se ha demostrado la e-istencia de compuestos intermedios. 2n posible mecanismo de reacción estaría constituido por las siguientes reacciones elementales

Esa reacción elemental ocurriría en una primera etapa.

5 esta sería la segunda reacción elemental. 6omo podemos ver, la primera etapa es una reacción elemental bimolecular, dado que dos moléculas de monó-ido de nitrógeno reaccionan para formar un compuesto intermedio, el "!#!. /a segunda etapa, es también una reacción bimolecular, donde el compuesto intermedio reacciona con o-ígeno para obtener el producto final.

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN LAS VELOCIDADES DE REACCIN /as velocidades de la mayoría de las reacciones químicas aumentan con la temperatura debido a que la constante de velocidad aumenta al elevarse la temperatura. /a influencia de la temperatura en las velocidades de reacción ocurre como consecuencia del efecto que ejerce la temperatura en las constantes de

velocidad. Este efecto se estudia mediante la ecuación de 1rrhenius, 7 8 1 e-p $'Ea9:%. /os aspectos m*s importantes en relación con esta ecuación son 'El significado de cada uno de los par*metros de esta ecuación. 2nidades ';alores numéricos frecuentes. ' y > 14 y sustituyendo estos junto con el valor de q en la Ec. anteriores, se obtiene

 ;olviendo a la reacción de descomposición del yoduro de hidrógeno, !HD 888( D ! & H! , con los datos anteriores y teniendo en cuenta que la Ea8JJ Acal9mol se obtiene

$utili3ando la ultima ecu.% el valor de !.!-?F'J l.mol'?.s'?.