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Tema 6 solucionario del tema 6, Diapositivas de Física

Esto contiene la soluciones de todos los temas 6 de los libros

Tipo: Diapositivas

2019/2020

Subido el 25/05/2020

federico-montoya
federico-montoya 🇪🇸

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Tema 6. Velocidad de las reacciones químicas
1. Velocidad de reacción.
2. Ecuación de velocidad y orden de reacción.
3. Análisis de los datos cinéticos: ecuaciones integradas
de cinéticas sencillas.
4. Reacciones reversibles
5. Influencia de la Temperatura sobre la velocidad de
reacción. Energía de Activación.
6. Mecanismos de Reacción. Etapa Controlante.
7. Catálisis.
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¡Descarga Tema 6 solucionario del tema 6 y más Diapositivas en PDF de Física solo en Docsity!

Tema 6. Velocidad de las reacciones químicas1. Velocidad de reacción.2. Ecuación de velocidad y orden de reacción.3. Análisis de los datos cinéticos: ecuaciones integradasde cinéticas sencillas.4. Reacciones reversibles5. Influencia de la Temperatura sobre la velocidad dereacción. Energía de Activación.6. Mecanismos de Reacción. Etapa Controlante.7. Catálisis.

1. Velocidad de Reacción^ ¿Qué es la Cinética Química?El estudio de la velocidad a la cual tienen lugar las reaccionesquímicas Velocidad de reacción: Medida de la variación con el tiempo de las cantidades de reactivo a

producto.[^ ]^

[^ ]

reactivos^

productos

t^

t

Reactivos^ →^ Productos

1. Velocidad de Reacción Ejemplo: 2H + O2H 2 2

O 2 Entonces,^

]OH[d (^1) ]O[d dt (^2) dt ]H[d (^1) v dt 2

(^22) 2  v unidades:cociente entre concentración y tiempo[(cantidad de materia)(volumen)

-1^ -1 ] [tiempo]^ unidades:^

SI^ mol m

-3^ -1s^ usuales^ mol dm

-3^ -1s^ -1 -1mol Ls^

1. Velocidad de ReacciónGráficamenteA^ ^ C [C] Conc. / M[A] tiempo / sLas tangentes a las curvas son las pendientes = velocidadOJO! las velocidades de reacción se definen siempre POSITIVAS

2. Ecuación de Velocidadm^ v = k [A]^ [B]

n^ ···

Los exponentes m y n son el orden de la reacción conrespecto al reactivo A y el orden de la reacción conrespecto al reactivo B respectivamente. El orden total de la reacción es = m + n Si m = n =1, entonces la reacción es de primer orden respectode A y primer orden respecto de B,y por tanto de segundo orden total, quedando v =

k^ [A][B]

    1. Ecuación de Velocidad La mayoría de reacciones tiene lugar en varias etapaselementales. El conjunto de etapas elementales de unareacción se denomina mecanismo. e.g. H + Cl2HCl. 2 2 HCl no se forma en una sola etapa, sino siguiendo tresetapas.• Cl2Cl 2 • • Cl+ H HCl + H^2 • • Cl+ H HCl Reacción Total H+ Cl 2HCl

2. Ecuación de Velocidad Molecularidad = Orden de reacciónEl orden de reacción se determina experimentalmentey puede ser un número fraccionario o negativo

n]B[knm]B[]A[m]A[ kv 

(sólo coinciden si la reacción es una UNICA etapa elemental)^ En este ejemplo A es un inhibidor ya que al aumentar laconcentración disminuye la velocidad

2. Ecuación de Velocidadm^ v = k [A]^ [B]

n^ ···

^ k es la constante de velocidad. k depende de laTemperatura^ ^ ¿Cuáles son las unidades de k? Depende del orden total

(^111323)

3 sdmmolvsmoldm)dmmol(]B][A[

k^

  

Reacción de segundo orden  Reacción de primer orden^31 sdmmolv^1 s^3 dmmol]A[

k^

  

3. Análisis de datos cinéticos • Reacciones de Primer Orden k A B, la velocidad de desaparición de A es:]A[d^ ]A[kv dt Reordenando variables: ]A[d (^)  kdt]A[ t = 0, [A] = [A] (^0) t = t, [A] = [A]t

3. Análisis de datos cinéticosIntegrando: tA ][ Adt ][  dtk^  A^0 ][ 0 A ][ A ][ t^ kt  A^ ]][ln[ A^ ][^0^ ktAA  )]ln[](ln[ t^0 ln[A]= ln[A]-^ k tt (^0) y = c^ + m x^ Forma integrada de la^ ecuación de velocidad de primer orden

cuerda:Re 1 ^ xlndx  x

3. Análisis de datos cinéticos La descomposición catalizada del agua oxigenada en disolución acuosa se puedeseguir valorando con KMnO^ , en varios intervalos de tiempo, el H^4

Oque queda 22 sin descomponer. En una experiencia se obtuvieron los siguientes valores:

t (s)^200

[HO] (M)^ 2.01^22

1.72^ 1.49^ 0.98^ 0.

Comprobar que la reacción es de primer orden y calcular la constante develocidad.^ H

O(aq)^ →^ HO(l) + ½ O 2 2 2

(g) 2

Si es de orden 1, se ha de cumplir la relación:

ln [A] = ln [A]– k·t^0 Para comprobarlo calculamos el ln de la conc.:

t (s)^200

Ln [HO]^ 0.698^22

0.542^ 0.339^ -0.02^ -0.

3. Análisis de datos cinéticos^ t (s)^

Ln [HO]^ 0.698^22

0.542^ 0.399^ -0.02^ -0.

Si es de orden 1, se ha de cumplir la relación:

ln [A] = ln [A]– k^ t^0 ·^ Para comprobarlo calculamos el ln de la conc.:

Al representar seobtiene una recta.La constante develocidad =-4^ -17.3·10s

0,8 0,6 0,4 0,2^0 -0,2-0,4-0,6^0 500

(^1500 2000) t (s) 0,8 0,6 0,4 0,2 Ln C^0 y = -0,00073x + 0,84020-0,2^2 R= 0,99966-0,4-0,6^0 500 (^1500 2000) t (s) Ln C

3. Análisis de datos cinéticosIntegrando: t]A[]A[dt  dtk^2  0 ]A[ 0 ]A[

xx^ x dxxdxx

(^112) 1

12 1 (^22)



]A[t 1 ^ kt^   O^ ]A[]A[^0

]A[t  1 kt^ ]A[]A[^0

1 kt]A[]

1 ^ A[^0 t

Forma integrada de la Ley de velocidad de 2º orden y^ =^ c^ +^

m x

3. Análisis de datos cinéticospendiente =^3 -1(1/[A]) / dm^ molt t / s

kt]^ k Ordenada en el origen = 1/[A]^0 11  A[]A[^0 t y = c +^ m x