Equilibrio y cinética química

Transcripción

1 Equilibrio y cinética química EQUILIBRIO QUÍMIO antidades relativas las sustancias de la reacción permanece constante. 1

2 El equilibrio se alcanza cuando los reactivos se transforman en productos con la misma velocidad que los productos vuelven a transformarse en reactivos. Sistema en equilibrio Un sistema en equilibrio debe cumplir los siguientes requisitos: Sólo puede existir equilibrio en un sistema cerrado uando se alcanza el estado de equilibrio, las propiedades del sistema (color, masa del reactivo sin reaccionar, temperatura, uando se alcanza el estado de equilibrio, las concentraciones de los reactivos y los productos se encuentran en una relación numérica constante a + bb c + d c d etc.), no cambian con el t Keq a B b 2

3 Sistema en equilibrio Un sistema en equilibrio debe cumplir los siguientes requisitos: Sólo puede existir equilibrio en un sistema cerrado uando se alcanza el estado de equilibrio, las propiedades del sistema (color, masa del reactivo sin reaccionar, temperatura, uando se alcanza el estado de equilibrio, las concentraciones de los reactivos y los productos se encuentran en una relación numérica constante a + bb c + d c d etc.), no cambian con el t Keq a B b onstante de equilibrio Relación numérica entre las concentraciones de los productos y los reactivos cuando se alcanza el equilibrio. (K eq, K a, K b, K w ) Factor que afecta el equilibrio* Reacción ocurriendo Equilibrio K eq = [pdtos]/[rx] *(cambios de T, P, [], etc) 3

4 Factores que afectan el equilibrio Si sobre un sistema en equilibrio se modifica cualquiera de los factores que influyen en una reacción química, dicho sistema evolucionará en la dirección que contrarreste el efecto del cambio uando un sistema que se encuentra en equilibrio, es sometido a una acción externa que lo perturbe, el equilibrio se desplaza hasta alcanzar nuevamente el equilibrio. Henry Le hâtelier ( ) 4

5 5 Factores que afectan el equilibrio ambio de concentración: + B +. umento de reactivos o productos Henry Le hâtelier ( ) B B B

6 Factores que afectan el equilibrio ambio de la temperatura: umento: desplazándose en el sentido que absorba calor isminución: desplazándose al proceso que genera calor. ambio de la presión: Importante: Estado gaseoso Un aumento de presión favorecerá la reacción que implique una disminución de volumen. En cambio, si se disminuye la presión, se favorecerá la reacción en la que los productos ocupen un volumen mayor que los reactivos. 6

7 INETI QUIMI Estudio de la rapidez o velocidad de las reacciones. Importante: Uso de medicamentos atalizadores en procesos industriales Toxicidad Velocidad de una reacción ambio de concentración de reactivos y/ o productos en el tiempo (M/seg) La velocidad de las reacciones químicas abarca escalas de tiempo muy amplias. 7

8 inetica química La cinética química trata dos aspectos básicos: 1. la descripción del mecanismo de reacción o conjunto de pasos y estados intermedios que se producen durante la reacción, y 2. la formulación de una ley de velocidad que describa adecuadamente y en detalle la velocidad de la reacción. 8

9 Para que una colisión entre moléculas vaya seguida de una reacción, debe haber una redistribución de energía, de manera que haya energía suficiente en ciertos enlaces clave que deben romperse La energía de activación es: La energía mínima, superior a la energía cinética media, que deben tener las moléculas cuando chocan para que tenga lugar una reacción química. Energía de activación 9

10 Teoría de colisiones Si la barrera de activación es elevada, sólo algunas moléculas tendrán suficiente energía cinética y la reacción es más lenta. medida que la temperatura aumenta, la velocidad de reacción también aumenta. La orientación de las moléculas puede ser importante. Teoría de colisiones (a) olisión favorable (b) olisiones no favorables 10

11 Energía de activación Energía total Energia neta liberada (calor de reacción) Se trata de una reacción exergónica, construya un diagrama para una reacción endergónica. uándo nos referimos a reacciones exotérmicas y endotérmicas? 11

12 Teoría del estado de transición El complejo activado es una especie hipotética que se encuentra entre los reactivos y los productos en un punto sobre el perfil de una reacción denominado estado de transición. atálisis Un catalizador proporciona una secuencia alternativa de la reacción con una menor energía de activación. atálisis homogénea: Todas las especies de la reacción están en disolución. atálisis heterogénea: El catalizador está en el estado sólido. Los reactivos de una fase gaseosa o líquida son absorbidos. Las posiciones activas sobre la superficie catalítica son importantes. 12

13 atálisis atálisis enzimática k 1 E + S ES k -1 k 2 ES E + P 13

14 Estado de transición Energía de activación Estado de transición Energía de activación sin catalizador Energía de activación on catalizador 14