Fisicoquimica. CINETICA QUÍMICA (Velocidad de reacción).
Enviado por Rebecca • 24 de Abril de 2018 • 2.052 Palabras (9 Páginas) • 524 Visitas
...
A + 3x + 2B + 2E 2F Reacción final[pic 53]
Importante: ahora NO se conoce el orden de la reacción, no confundir con los coeficientes estequiométricos. Esta reacción ya no es elemental.
Ley integrada para:
- Orden uno
- Orden dos
2.1Para un solo reactante.
2.2 Para dos reactantes con igual estequiometría y concentración inicial.
2.3 Para dos reactantes con distinta estequiometría y concentración inicial.
- Orden cero.
Orden uno.
4A B v= k [A][pic 54]
V= -1 d[A] = d[B][pic 55][pic 56][pic 57]
4 dt dt
Trabajando en función del reactante:
-1 d[A] = k[A] - d [A] = 4 k[ A]
4 dt dt[pic 58][pic 59]
- ∫ d[A]/ dt = ∫ 4k dt ∫ d[A] /dt = - ∫ Kt
ln C/Co = -Kt
Gráficamente:
Ln C - Ln Co = - K t.
[pic 60]
Ln C[pic 61][pic 62][pic 63][pic 64]
Ln Co
Pendiente = K
Unidades de K = (t –1); seg. –1, min. –1 , etc.
Tiempo de vida media (t ½): tiempo que debe transcurrir para que la concentración inicial se reduzca a la mitad de su valor. ¿Cómo se expresa t ½ en una reacción de orden uno?
Ln Co /2 = - k t ½ Ln 1/ 2 = - k t ½[pic 65][pic 66]
Ln Co
- 0,693 = - k t ½ t ½ = 0,693/ k[pic 67]
El tiempo de vida media en una reacción de primer orden no de pende de la concentración inicial.
Orden 2 (1 reactante):
A B V = K [A] 2[pic 68]
V = - d[A] = d[B] - d[A] = k [A] 2 - d[A] = k dt[pic 69][pic 70][pic 71]
dt dt dt [A] 2[pic 72][pic 73][pic 74]
∫ - d[A]/ [A] 2 = ∫ k dt 1 / [A] – 1 /[A]o = k t[pic 75]
1 / [A] = 1 / [A]o + k t
[pic 76]
1 /[A][pic 77]
[pic 78]
Pendiente = k
[pic 79]
1 / [A]o
[pic 80]
t
Unidades de k = c –1 t –1
t ½: 2 / [A]o + 1 /[A]o = k t ½
2 1 - 1 = k t ½ 1 = k t ½ t ½ = 1[pic 81][pic 82]
[A]o [A]o [A]o k[A]o[pic 83][pic 84][pic 85][pic 86]
Reacciones de orden dos
Dos reactantes: A + B C[pic 87]
Si [A] = [B] V = K[A][B]=[A]2 [A]-1 + [A]o-1 = k t[pic 88][pic 89]
Para [A] ≠ [B] pero con estequiometría 1:1
- Ln [B]o ( [A]o – x) = k t
[A]o - [B]o [A]o ([B]o – x)[pic 90][pic 91]
Caso 3: [A] ≠ [B] y una estequiometría ≠ 1:1
Aa + Bb C [pic 92]
donde a y b son los coeficientes estequiométricos
1 ln [B] + 1 ln [A]o = k t[pic 93][pic 94][pic 95][pic 96]
a[B]o - b[A]o [A] a[B]o - b[A]o [B]o
Ley integral de velocidad, donde [B] Y [A] es lo que queda de B Y A respectivamente para un tiempo t.
Ejemplo: SO2Cl2(g) SO2 (g) + Cl2(g)[pic 97]
Orden uno.
K = 2,2 * 10 –5 seg –1
¿Qué porcentaje de SO2Cl2(g) se descompone al calentarlo por 90 min. = 5400 seg?
Ln C/Co = -k t; donde: C= concentración de un reactante en un tiempo
t = Co –x
x = lo que reaccionó.
Ln Co – x = - 2,2 * 10 –5 * 5400; ln Co = 2,2 * 10 –5 * 5400= 0,1188[pic 98][pic 99]
Co Co – x
Co = 1,1261 = 100 ; x = 11,19%
Co –x 100 - x[pic 100][pic 101]
T ½ = 0,693 / k = 0,693/ 2,2 * 10 –5= 31506,7 seg = 8,75 horas.
¿ Cuánto queda sin reaccionar a los 90 min?
100 – 11,19 = 88,81 %
Orden cero
La velocidad de la reacción es independiente de la concentración inicial.
A B V = k[A]0 - d[A]/dt = v[pic 102]
- d[A] /dt = k[A]0 d[A]/ [A]0= -k dt [pic 103]
∫d[A] = -k ∫dt
[A] - [A]0= -k t[pic 104][pic 105]
Método e las velocidades iniciales para el cálculo del orden de reacción.
V= c/t ó v = p/t
Experimento Concentración (M) V (c/t)
I
0,3
3,6 * 10 -9
...