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Química Inorgánica
CINÉTICA QUÍMICA

Datos/Observaciones
Desarrollemos un problema de estequiometria en una reacción redox.
Recordando y repasando
El yodo y el ácido nítrico reaccionan según la ecuación:
I2 + HNO3 → HIO3 + NO2 + H2O
a) Balancea la ecuación química por el método redox. Identifica las semi-
reacciones de oxidación y reducción
b) Si se cuenta con 100 g de agente reductor y 100 g de agente oxidante,
¿Cuántos moles de NO2 se desprenderá?
c) Si la reacción tiene un rendimiento del 85% y se consumen 75 g de
agente oxidante ¿Cuál es la masa de H2O que se forma?
Datos.- Masas atómicas: I = 127, N = 14, O = 16, H = 1

Logro de aprendizaje de la sesión:
Al finalizar la sesión el estudiante resuelve problemas
de reacciones de primer orden, considerando las
variables tiempo y concentración.

CONTENIDO:
 Velocidad de una reacción
 Teoría de colisiones.
 Reacción de Primer Orden y Tiempo
de vida media para una reacción de
primer orden.
 Factores que afectan la velocidad de
una reacción.

¿QUÉ OCURRIÓ AL TRANSCURRIR EL
TIEMPO?
CASO 1
CASO 1
CASO 1
CASO 1
CASO 2
CASO 2
CASO 2
CASO 2
CASO 1:
Manzana
en jugo
de limón
CASO 2:
Manzana
sin jugo
de limón

Importancia
La cinética química se encarga de estudiar la velocidad
de una reacción química. Se hace necesario su estudio
para el diseño de equipos, el control y el procesamiento
de productos.
Por ejemplo, en la elaboración de un producto se busca
la obtención de la mayor masa posible en el menor
tiempo.

Cuando se produce una reacción química, las concentraciones de
cada reactivo y producto va variando con el tiempo, hasta que se
produce el equilibrio químico, en el cual las concentraciones de
todas las sustancias permanecen constantes.
7
Refrigerar ciertos alimentos favorece su
preservación; ¿Por qué?
VELOCIDAD DE REACCIÓN

La Velocidad de
reacción
Es la velocidad a la que
se forman los productos
a partir del consumo de
los reactantes.
Sodio en agua
¿Por qué hay reacciones químicas que son muy
rápidas y otras demasiado lentas?
Ejemplo:
Reacción rápida
(en segundos)
Ejemplo:
Reacción lenta
Clavo oxidado
La velocidad de reacción se expresa de la siguiente manera:
Donde:
[ ] = Concentración
Δ = Variación

Medida de la rapidez con que
desaparecen los reactivos
Medida de la rapidez con que se
forman los productos
La velocidad de reacción se
determina por Métodos Químicos y
Físicos.
Velocidad de Reacción

Para una reacción química:
Constante de
velocidad
Concentración
molar de A
Velocidad de
reacción
“m” exponente
calculado
experimentalmente
Ecuación y Constante de velocidad
Tomar en consideración:
a)El valor de “m” se calcula de forma experimental y no tiene porque
coincidir con el coeficiente estequiométrico “a”.
b)El valor de la constante “K” de velocidad depende de cada reacción
química.
La velocidad de reacción en cualquier
instante de ésta viene dada por la Ley
de Velocidad que tiene la siguiente
expresión:

Velocidad de Reacción
Velocidad
Media
La velocidad de reacción es
proporcional a la concentración
(M) de sus reactantes.

CINÉTICA QUÍMICA
Estudia la velocidad y el
mecanismo de las
reacciones químicas.

Teorías de las Reacciones Químicas
Hacia 1920 se propone la primera teoría de cómo ocurre
una reacción química: Teoría de las colisiones
Hacia 1935 se amplía la teoría anterior con la Teoría del
complejo activado o del estado de transición.

Teoría de las Colisiones
Las reacciones químicas se producen por los choques eficaces entre
las moléculas de reactivos.
I
I
H
H
Choque
I
I
I
I
H
H
H
H
I
I
H
H
I
I
H
H
I2 + H2
HI + HI
I2 H2
Veamos la reacción de formación del HI a partir de I2 e H2:
Para que el choque de partículas sea eficaz se deben cumplir:
- Que las partículas tengan la energía cinética suficiente
- Que colisionen en la debida orientación

Teoría del Complejo Activado
• Las moléculas de los reactivos se aproximan dando lugar a un
estado intermedio, de transición, de alto contenido energético:
Complejo Activado.
• Para que se forme dicho complejo activado los reactivos han de
absorber una energía: Energía de activación.
I
I
H
H
I2 + H2
I
H
H
I
I
H
I
H
Complejo activado 2 HI
• El complejo activado progresará hacia productos o
volverá a regenerar los reactivos.

Energía
de activación
Transcurso de la reacción
Complejo
activado
Reactivos
H<0
Energía
de activación
Transcurso de la reacción
Complejo
activado
Reactivos
H>0
Reacción exotérmica Reacción endotérmica
Productos
Productos
Teoría del Complejo Activado
Diagramas energéticos

REACCIÓN DE PRIMER ORDEN
Es directamente proporcional a la
concentración de una única
especie A y es independiente de
las concentraciones de todas las
demás.

Sea la reacción : A  B
Velocidad de Reacción =
Si  = 1,
Dándole la forma: , al integrar,
Obtenemos:
SIGNIFICADO UNIDADES
K Constante de la velocidad de Reacción 1/s, 1/min, 1/h
CA
Concentración final del reactivo Molaridad (M)
CA0
Concentración inicial del reactivo Molaridad (M)
t tiempo s, min, h
REACCIÓN DE
PRIMER ORDEN

Tiempo de Vida Media
Química (1S, Grado Biología) UAM
4. Cinética química
19
   
1/2 0
A A 2
t

Reacciones de primer orden:
1/2
ln2
t
k
 0,693
k

Es el tiempo que transcurre para que la
concentración final se reduzca a la mitad de la
concentración inicial.
SIGNIFICADO UNIDADES
K Constante de la velocidad
de Reacción
1/s, 1/min,
1/hr
t1/2
Periodo de vida media s, min, hr
Ln2 0,693

FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN
ESTADO DE LOS
REACTIVOS
ÁREA DE
CONTACTO
Soluciones
Gases
NATURALEZA DE
LOS REACTIVOS
Sodio
Hierro

10 g de CaCO3
Reaccionan en:
4 minutos a 25°C
1 minuto a 45°C
CATALIZADOR TEMPERATURA CONCENTRACIÓN
FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN
Modifica la
velocidad de
reacción.
Puede ser
Catalizador
positivo
(acelerador) o
negativo
(inhibidor)

DESARROLLO DE REACCIONES CON CATALIZADORES
Reacciones
Endotérmicas
Reacciones
Exotérmicas

Ejemplo 01: Una cierta reacción es de primer orden. Sabiendo
que luego de 540 s queda el 32,5% del reactivo ¿Qué tiempo
se necesita para que se descomponga el 25 % del reactivo?.
Como es una reacción de primer orden:
Cuando t = 540s, queda el 32,5% ( del inicial)
Despejando : K = 2,08x10-3s-1
t =?, si se descompone el 25%  queda el 75%
Despejando: t =138,3s
ln (CA₀/CA) = Kt
ln (100/32,5) = K(540s)
ln (100/75) = 2,08x10 -3 s-1 (t)

Ejemplo 02: La descomposición del compuesto A sigue una cinética de
primer orden con k=1,0x10-5 s-1. Si se parte de una concentración inicial de
A 1,0M, calcula:
a) La concentración molar de A al cabo de 12 h de descomposición.
b) El tiempo necesario en horas, para que la concentración sea 0,20M,
c) La vida media.
5
1
,6 10 45
s h
  
1/2
ln2
t
k
 5 1
ln2
1
,0 10 s
 


4
6,9 10 19
s h
  
ln (1/[Af]) = (1,0x10-5 s-1) (12x60x60s)
ln (1/0,20) = 1,0x10-5 s-1(t)
(1/[Af]) = e0,432 [Af] =0,65 M

Datos/Observaciones
Resolver:
La reacción A → B es de primer orden y k es 3,30 x 10-5 s -1. Si la
concentración inicial de A es 0,4 mol/L y la concentración inicial
de B es cero, calcular:
(a) La concentración molar de A y B al cabo de 200 min;
(b) El tiempo que demoraría en descomponerse el 65% de A.
Práctica después de tu clase…

GRACIAS.
1. Cinética química es la ciencia que estudia la velocidad de las
reacciones.
2. En cinética química hay factores que afectan la velocidad de
reacción como la temperatura, concentración, presión, etc.
3. La velocidad de reacción se entiende como el producto de la
variación de la concentración en el tiempo.
Lo que aprendimos hoy…

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