QUÍMICA 2º Bachillerato QUÍMICA 2º Bachillerato REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN...
-
Upload
martita-pena -
Category
Documents
-
view
31 -
download
0
Transcript of QUÍMICA 2º Bachillerato QUÍMICA 2º Bachillerato REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN...
QUÍMICA 2º Bachillerato
REACCIONES QUÍMICAS YVELOCIDAD DE REACCIÓN
Metodología Experimental y Aprendizaje de la Física y Química
Ana Rey Barroso11 de Diciembre de 2013
r=k·C A
·C B
OBJETIVOS__________________________________________• Conocer el significado de la velocidad de una reacción química. • Idear y valorar experiencias que permitan obtener la ecuación de velocidad de una reacción. • Comprender el significado del mecanismo de una reacción. • Conocer las teorías que explican cómo transcurren las reacciones químicas y la evolución de la energía del sistema a medida que se produce la reacción. • Entender los factores que influyen en la velocidad de una reacción y aprender a modificarlos en el sentido que permitan acelerar o retardar los procesos químicos según nos convengan. • Valorar la importancia de los catalizadores como modificadores de la velocidad de una reacción.
r=k·C A
·C B
CONTENIDOS________________________________________
1) Conceptos previos
2) Velocidad de reacción
3) Mecanismo de reacción química
4) Teoría de colisiones y del complejo activado
5) Energía de reacción y activación
6) Factores que influyen en la velocidad de reacción
r=k·C A
·C B
REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________
1) CONCEPTOS PREVIOS
Cambios químicos, se producen nuevas sustancias que no existían antes del cambio y pueden desaparecer algunas de las que había. Es decir, estos cambios alteran la naturaleza de las sustancias implicadas.
COMBUSTIÓN Petróleo
Plástico
SÍNTESIS
r=k·C A
·C B
Una reacción química es un proceso en el que una o varias sustancias iniciales se transforman en otra u otras sustancias finales distintas de las de partida.
Ecuación química: H2O (l) H2 (g) + O2 (g)
REACTIVOS PRODUCTOS + +
2 2
2) VELOCIDAD DE REACCIÓN
Definición de velocidad: variación de la concentración de reactivo o producto por unidad de tiempo
Transcurso de la reacción (con el tiempo)
aA + bB cC + dD
REACTIVOS DESAPARECEN
PRODUCTOS APARECEN
Variación de las cantidades con el
tiempoVELOCIDAD
DE REACCIÓN
AA
dCr
dt B
B
dCr
dt
CC
dCr
dt D
D
dCr
dt
REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________
r=k·C A
·C B
REACTIVOS
PRODUCTOS
REACTIVOS PRODUCTOS
tiempo
2) VELOCIDAD DE REACCIÓN
Ley de velocidad o ecuación de velocidad: Expresión matemática que relaciona la velocidad de reacción con las concentraciones de los reactivos-productos involucrados
aA + bB cC + dD
1 1 1 1 CA B DdCdC dC dCr
a dt b dt c dt d dt
n mA Br k C C
REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________
r=k·C A
·C B
k: constante de velocidadn, m: órdenes parciales de reacciónn+m: orden total de reacción
2) VELOCIDAD DE REACCIÓN
aA + bB cC + dDDeterminación experimentalMétodo de velocidades iniciales(conversión 5-10%)
n mA Br k C C
REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________
r=k·C A
·C B
CA0
(M)
CB0
(M)
∆t(s)
∆CA
0
(M)
∆CB0
(M)
r0
(M/s)
0,05 0,2 0,1 0,2 0,2 0,2 0,2 0,1 0,2 0,05
0 0 0
1 1
n mA BA B
C Cr k C C
a t b t
0 0 0 0 0, ' , ln( ) ln( ') ln( ) nB A AC cte r k C r k n C
0 0 0 0 0, '' , ln( ) ln( '') ln( ) mA B BC cte r k C r k m C
0ln( )r
0ln( )C
pte=n, mo.o.=ln(k’), ln(k’’)
3) MECANISMO DE REACCIÓN
A + B AB A Br k C C
REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________
r=k·C A
·C B
Proceso a través del cual transcurre una reacción
Simple
Complejo
Una etapa Varias etapas
A + 2B AB2
A + B AB
AB + B AB2
1 A Br k C C
2 AB Br k C C
La velocidad de la reacción global dependerá de las velocidades de las etapas elementales, ETAPA LIMITANTE
ORDEN DE REACCIÓN
4) TEORÍA DE COLISIONES Y DEL COMPLEJO ACTIVADO
REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________
r=k·C A
·C B
Teoría de colisiones (Lewis, 1918)Explica el mecanismo de reacción a escala molecularo Para que dos sustancias
reaccionen es necesario que se produzca el choque o colisión entre sus moléculas, en la orientación adecuada.
o Es necesario, además, que las moléculas posean la energía suficiente para que se rompan unos enlaces en las moléculas de reactivo y se formen otros nuevos en las moléculas de productos.
Teoría del complejo activado o estado de transición (Eyring, 1935)Completa la anterioro Si dos moléculas chocan entre
sí y poseen la energía suficiente, se produce entre ellas un compuesto intermedio, denominado complejo activado, formado por las dos moléculas juntas y cuyos enlaces no son definitivos.
5) ENERGÍA DE REACCIÓN Y ACTIVACIÓN
REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________
r=k·C A
·C B
EN
ER
GÍA
C de R
REACTIVOS
PRODUCTOS
Complejoactivado
EN
ER
GÍA
C de R
REACTIVOS
PRODUCTOS
Complejoactivado
REACCIÓN ENDOTÉRMICA
REACCIÓN EXOTÉRMICA
CALOR DE REACCIÓN
CALOR DE REACCIÓN
DH>0 (se absorbe calor)Flujo de calor desde el medio
al sistema
DH<0 (se desprende calor)Flujo de calor desde el
sistema al medio
ENERGÍA DE ACTIVACIÓN
ENERGÍA DE ACTIVACIÓN
exp
aEk AR T
Ecuación de Arrhenius
6) FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN
REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________
r=k·C A
·C B
TEMPERATURAexp
aEk A
R T
T EC N Choques
Moléculas con E>Ea
6) FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN
REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________
r=k·C A
·C B
TEMPERATURACONCENTRACIÓN (o P en fase gas)
Probabilidad de choques n mA Br k C C
6) FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN
REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________
r=k·C A
·C B
TEMPERATURACONCENTRACIÓN
SUPERFICIE DE CONTACTO
NATURALEZA DE LAS SUSTANCIAS
Reacciones redox
Formación de enlaces
Fase gas o en disoluciónr> que fase sólida
Fe2+ + Cu2+ → Fe3+ + Cu+
2 NO(g) + O2 (g) → 2 NO2 (g)
2 KI +Pb(NO3)2 2 KNO3 +PbI2
6) FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN
REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________
r=k·C A
·C B
TEMPERATURACONCENTRACIÓNSUPERFICIE DE CONTACTO(reacciones heterogéneas)
En la interfase S-L, S-G, G-L
Superficie de contacto
Grado de división
6) FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN
REACCIONES QUÍMICAS Y VELOCIDAD DE REACCIÓN_______________________
r=k·C A
·C B
CATALIZADORES Aumenta la velocidad de reacción Se recupera en las mismas condiciones
tras la etapa catalítica Modifica el mecanismo de reacción, no
el equilibrio termodinámico
Catálisis homogénea Catálisis heterogénea Catálisis enzimática
BIBLIOGRAFÍA______________________________________- H. Scott-Fogler. Elementos de ingeniería de las
reacciones químicas, Pearson Educación (2001).
- http://recursostic.educacion.es
- http://fisicayquimicaenflash.es
- http://www.fisica-quimica-secundaria-bachillerato.es
REACCIONES QUÍMICAS YVELOCIDAD DE REACCIÓNr=k
·C A·C B
Gracias por vuestra atención
REACCIONES QUÍMICAS YVELOCIDAD DE REACCIÓNr=k
·C A·C B