Capitulo 14: Cinetica Quimica

Signos:

(-) = Velocidad de el reactivo (+) = Velocidad de el producto

Orden de reaccion

- Descrita por los exponentes de la ley de velocidad (respectivo a cada reactivo) - La suma de todos los exponentes de la ley de velocidad da el orden de reaccion.

Temperatura y velocidad

- La relacion es directamente proporcional. (Tanto para la velocidad como la relacion con la constante de velocidad) - La constante de velocidad se duplica (aprox.) cada vez que aumentan 10C.

Reaccion de orden cero

- Ocasionalmente la velocidad es independiente de la concentracion de los reactivos. - V= k - Estas reacciones son lineares en concentracion, m= -kt

Relacion de reaccion de primer orden

- Se relaciona con la formula y=mx+b, por ende, las reacciones de primer orden tienen una grafica lineal.

La vida media para reacciones de segundo orden:

- t^1/2: es una cantidad que depende de la concentracion (solo para este topo de reacciones) - t^1/2 = 1/k[A]0)

3 tipos de catalisis

1. Catalisis homogenea 2. Catalisis Heterogenea 3. Enzymas

Modelo de colisiones

1. En una reaccion quimica, los enlaces son creados y destruidos. 2. Por esta razon es que las moleculas tienen que chocar para que la reaccion pueda ocurrir.

Frecuencia de colisiones

1. Esta basado en la teoria de cinetica molecular. 2. Es importante que las moleculas choquen para poder reaccionar. 3. Si hay mayor numero de colisiones, mas reacciones pueden ocurrir. Como hay mas moleculas entonces la velocidad es mas rapida. 4. De la misma manera, como la temperatura esta mas alta, las moleculas van mas rapido, cuasando el incremento en las colisiones.

Factores que afectan la velocidad de reaccion

1. Estado fisico de los reactivos 2. Concentracion de los reactivos 3. Temperatura de la reaccion. 4. Presencia de catalizadores.

Orientacion de las moleculas

1. Moleculas pueden chocar y que no ocurra nada. 2. Pues necesitan la orientacion correcta para que asi se pueda lograr completar la reaccion. 3. Razon: como los enlaces se tienen que romper y crear, los atomos necesitan estar en la posicion correcta para que los orbitales se puedan solapar.

Factores que afectan la velocidad de reaccion

1. Temperatura 2. Frecuencia de colisiones 3. Orientacion de las moleculas 4. Energia neecesaria para que la reaccion se lleve acabo (energia de activacion)

Distribucion de energia entre las moleculas

A energias mas altas, mas moleculas poseen la energia necesaria para que la reaccion se lleve acabo.

Incrementar la concentracion de los reactivos

Aumenta la velocidad de la reaccion, pues: como hay mas moleculas mas colisiones ocurren

3 tipos de velocidades

Avarage rate Instanteneous rate Initial rate

Como los catalizadores afectan la velocidad:

Cambiando el mecanismo, estos son reacciones individuales que son parte del camino de reactivo a producto.

Vida media (t^1/2)

Cantidad de tiempo que le toma a un reactivo ser consumido en una reaccion quimica. - t^1/2 = 0.693/k

k

Constante de velocidad. - Es una cantidad que depende de la temperatura.

intermediario:

Cuando no esta en la estequiometria pero si aparece en los productos. Debe de ser utilizado con mas rapidez en el siguiente paso.

Las soluciones heterogeneas que envuelven solidos son mas rapidas si:

El area de superficie aumenta. i.e Un pequeno pedazo de hielo reacciona mas rapido comparado con un gran bloque de hielo.

Reaccion elementaria

El mecanismo puede ocurrir en multiples pasos. Cada uno de estos pasos es una reaccion elementaria o un proceso elementario.

Energia de activacion

Energia necesaria para llegar al complejo activado o estado de transicion.

Velocidad

Es el cambio en la concentracion de los reactivos o productos, entre el cambio en tiempo.

Energia de activacion

Es la energia minima requerida para que una reaccion se lleve acabo .

Barrera de energia

Esta barrera se necesita romper para que la reaccion pueda ocurrir. Analogia: La pelota de golf necesita ser golpeada con cierta fuerza para romper la barrera.

Cinetica Quimica

Estudia la velocidad de las reacciones.

Catalisis

Incrementa la velocidad de la reaccion, decreciendo la energia de activacion. Cambia el mecanismo

Mecanismo plausiable

La velocidad de reaccion debe de ser determinada de la paso determinante. Cada paso debe de ser balanceado como en una ecuacion. Todos los intermediarios son creados y usados. Cialquier catalizador es utilizado y regenerado.

Cuando realizamos una grafica para obtener mas datos, un punto en la grafica representa:

La velocidad instantanea en ese punto.

Velocidad inicial

La velocidad instantanea en tiempo 0.

Catalisis Heterogenea

Los reactivos y el catalizador estan en un estado diferente. Ejemplo Comun: Solidos son pasados a traves de un catalizador. - La absorcion de los reactivos es el paso determinante de velocidad.

Catalisis Homogenea

Los reactivos y la catalizador estan en el mismo estado de la materia.

Complejo activado

Lugar de transicion en una reaccion, aqui la reaccion puede proseguir o revirarse.

Cuando el primer paso es el lento

Nos da la ley de velocidad.

Molecularidad

Nos dice cuantas moleculas estan envueltas en cada paso del mecanismo (para una reaccion elementaria)

La ley de velocidad v=k[A]

Nos muestra la relacion entre la velocidad y la concentracion para todos los reactivos.

Pasos termoleculares

Requieren que 3 moleculas choquen entre si, con la propia orientacion y energia. - son muy raras - SI ocurren on mas lentas que las unimoleculares y las bimoleculares. - Casi todos los mecanismos utilizan unimolecular y bimolecular.

Mecanismo

Serie de pasos que nos muestran como los reactivos se convierten en productos.

Enzymas

Son catalizadores biologicos.

Cuando la reaccion es termolecular

Sugiere que existe un mecanismo de multiples pasos.

La energia cinetica esta relacionada con la

Temperatura, Pues: a temperaturas mas altas las moleculas se mueven mas rapido. Por ende, el numero de colusiones aumenta haciendo la reaccion mas rapida.

Paso de velocidad determinante

Toda la reaccion no puede ocurrir mas rapido que la reaccion mas lenta del mecanismo.

Reacciones de primer orden

V = k[A] - velocidad depende solo de un reactivo elevado a la primera potencia.

Los _________ afectan la velocidad sin ser pare de la reaccion, quimicamente balanceada.

catalizadores

Sitio activo

en las enzimas: region donde los reactivos (substratos) se pegan

Las soluciones homogeneas son

mas rapidas que las heterogeneas

En las reacciones de segundo orden, la relacion lineal

no existe, como en las reacciones de primer orden.

Mecanismo de reaccion

perspectiva molecular de el camino de reactivos a productos.

Molecularidad

unimolecular Bimolecular Termolecular

Reaccion de segundo orden

v = k[A]^2 - Algunas reacciones solo dependen de un reactivo elevado a la segunda potencia