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Description
Mind Map by camila ramirez, updated more than 1 year ago
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Created by camila ramirez
over 7 years ago
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Velocidad de una reacción y los
factores que influyen:
- No todas las reacciones químicas ocurren a la misma velocidad. Hay reacciones que pueden tomar
miles de años para llevarse a cabo, tal es el caso de la formación de petróleo en la naturaleza y de
ciertas descomposiciones radiactivas. Otras reacciones, sin embargo, ocurren casi instantáneamente
tal como sucede cuando el hidrogeno reacciona con el oxígeno en presencia de una llama o de un
catalizado y la reacción de neutralizador acido-base. El hecho de que las reacciones se lleven a cabo a
distintas velocidades dependen de varios factores.
- concentración: puede aceptarse, por regla general que la velocidad de reacción aumenta al
aumentarse las concentraciones de los reactivos. Ley de velocidad V= K [A]^n . [B]^m……………. La
velocidad de determinada concentración es proporcional a la concentración de A elevada al
exponente n y a la concentración B elevada al exponente m. K es una constante de proporcionalidad
denominada constante especifica de velocidad cuyo valor numérico depende de la temperatura y de
la reacción. [] indican concentración en moles/Lt Se presenta la variación de velocidad de la reacción
química en función de la concentración, la recta horizontal corresponde a una reacción cuya
velocidad no depende de la concentración, la recta inclinada nos presenta una reacción lineal con la
concentración y la rama de parábolas nos presenta la velocidad con el cuadro de concentración:
- temperatura: la velocidad de una reacción química aumenta al aumentar la temperatura. Para muchas reacciones en
solución, por ejemplo, la velocidad se duplica por cada momento de 10°c en la temperatura. Esto es debido a que la energía
cinética de las moléculas aumenta, al aumentar la temperatura, con lo cual las colisiones aumentan y con ellas la
probabilidad de reacción, además de los choques son más energéticos lo que favorece la ruptura y la formación de nuevos
enlaces. El calor es el procedimiento más usual de suministrar energía a las moléculas reaccionantes y por lo tanto de
aumentar la temperatura y la velocidad de reacción. La temperatura influye sobre la velocidad tanto de las recciones
endotérmicas como de las exotérmicas. Si la reacción es endotérmica: A+B+calor------------- C+D El suministro de calor se
emplea en parte, en hacer adquirir la energía de activación a las moléculas reaccionantes.
- Si la reacción es exotérmica: X+Y------------ Z+W+ calor En primer lugar, se suministra calor al sistema
reacciónate para proporcionar la energía de activación sin la cual la reacción no se efectúa o lo hace
muy lentamente y cuando el sistema reacciona, desprende el calor característico de reacción. Ejem:
la vela, una vez iniciada la combustión, se quema sin que necesite aporte de energía desde el
exterior.
- a) Si el calor, q, que se desprende de la reacción es absorbido por el medio ambiente, a la reacción se
mantiene a temperatura ambiente, la reacción se mantiene a temperatura constante y la velocidad
solo vara por cambios de la concentración.
- b) Si el calor desprendido no es absorbido por el medio ambiente (bien sea porque el q desprendido
sea grande o porque la velocidad con que se desprende no alcanza a eliminarse al exterior o porque
el ambiente sea mal conductor del calor o porque la temperatura del ambiente sea elevada) parte
del calor queda en el sistema provocando un aumento de velocidad y como esta crece con mayor
rapidez (exponencialmente) la reacción puede terminar en una combustión o una explosión. Debido
a esta misma causa, ciertos productos como telas o papeles empapados en aceite (que son malos
conductores de calor y al no transmitir lo permanece en el sistema, polvos celulosa, de carbón, de
harina, etc.) sufren a veces combustión “espontanea”. En realidad, estas sustancias han comenzado a
oxidarse a la temperatura ambiente y al no haberse eliminado gradualmente el calor producido en la
oxidación, ha continuado este proceso, acelerándose su velocidad de reacción hasta alcanzar la
temperatura de inflamación.
- Nota: energía intercambiada: balance energético que acompaña a una reacción química. Energía de
activación: barrera energética que hay q vencer para que tenga lugar la reacción química Ejemplo:
Congelamos los alimentos para retardar las reacciones químicas que se hacen que se echen a perder.
Cuando queremos acelerar las reacciones que intervienen en la cocción de alimentos, aumentamos
el calor.
- Nota: energía intercambiada: balance energético que acompaña a una reacción química. Energía de
activación: barrera energética que hay q vencer para que tenga lugar la reacción química Ejemplo:
Congelamos los alimentos para retardar las reacciones químicas que se hacen que se echen a perder.
Cuando queremos acelerar las reacciones que intervienen en la cocción de alimentos, aumentamos
el calor.
- b) Si el calor desprendido no es absorbido por el medio ambiente (bien sea porque el q desprendido
sea grande o porque la velocidad con que se desprende no alcanza a eliminarse al exterior o porque
el ambiente sea mal conductor del calor o porque la temperatura del ambiente sea elevada) parte
del calor queda en el sistema provocando un aumento de velocidad y como esta crece con mayor
rapidez (exponencialmente) la reacción puede terminar en una combustión o una explosión. Debido
a esta misma causa, ciertos productos como telas o papeles empapados en aceite (que son malos
conductores de calor y al no transmitir lo permanece en el sistema, polvos celulosa, de carbón, de
harina, etc.) sufren a veces combustión “espontanea”. En realidad, estas sustancias han comenzado a
oxidarse a la temperatura ambiente y al no haberse eliminado gradualmente el calor producido en la
oxidación, ha continuado este proceso, acelerándose su velocidad de reacción hasta alcanzar la
temperatura de inflamación.
- a) Si el calor, q, que se desprende de la reacción es absorbido por el medio ambiente, a la reacción se
mantiene a temperatura ambiente, la reacción se mantiene a temperatura constante y la velocidad
solo vara por cambios de la concentración.
- Si la reacción es exotérmica: X+Y------------ Z+W+ calor En primer lugar, se suministra calor al sistema
reacciónate para proporcionar la energía de activación sin la cual la reacción no se efectúa o lo hace
muy lentamente y cuando el sistema reacciona, desprende el calor característico de reacción. Ejem:
la vela, una vez iniciada la combustión, se quema sin que necesite aporte de energía desde el
exterior.
- Naturaleza de los reactivos: se ha observado que las reacciones que ocurren entre iones son muy
rápidas, mientras que aquellas que ocurren entre sustancias que poseen enlaces covalentes son por
lo general más lentas. Esto se puede explicar en base a que los enlaces iónicos se forman por
atracciones electroestáticas entre iones de carga opuesta, con interacciones que no poseen dirección
predominante, en cambio para la formación de un enlace covalente es necesario una orientación
determinada de las especies reaccionantes. En general, la velocidad de la reacción depende de la
estructura de los átomos, moléculas o iones involucrados en la reacción, como también de la energía
de enlace tanto de las especies reaccionantes como de las especies formadas.
- ejemplo:
- ejemplo:
- Catalizadores: La velocidad de una reacción puede ser variada por una sustancia que no aparece en
la ecuación estequiometrica y que al final no cambien ni en cantidad ni en su naturaleza química. Tal
sustancia se llama catalizador y el fenómeno se designa como catálisis. Algunos ejemplos de catálisis
son impresionantes ya que reacciones que ocurren a velocidad despreciable en ausencia de
catalizador, en presencia de uno apropiado aumenta tanto su velocidad que pueden llegar a ser
explosivos.
- Lo que parece hacer el catalizador es suministrar un camino diferente a la reacción que le permita
transcurrir a través de un mecanismo distinto. Un modelo que puede aclarar la función del
catalizador es el proceso mediante el cual se abre un candado por medio de una llave; para abrir el
candado con la llave se requiere poca energía y la llave no queda afectada, además la llave solo sirve
para ciertos tipos de candados. Igual ocurre en las reacciones químicas en las cuales se rompen y
forman enlaces.
- ejemplo:Oxidación de SO2, para pasar a SO3, base de la fabricación industrial del ácido sulfúrico, es
una reacción muy lenta:
- Pero si se añade una pequeña cantidad de óxido de vanadio, la velocidad de la reacción aumenta.
- Tipos de catálisis: 1) Catálisis por reacciones de compensación: implica un par de reacciones que
interconvierten el catalizador entre varias formas. Ejem: descomposición del peróxido de hidrogeno.
2) Catálisis enzimática: los cambios químicos que ocurren en sistemas vivientes son catalizados por
enzimas, estas son proteínas de elevado peso molecular y sus propiedades catalíticas parecen residir
en regiones especiales de las moléculas llamadas “sitios activos”. Ejemplo, el veneno de serpiente
que debe su acción a enzimas que destruyen los glóbulos rojos y otros tejidos.
- 3) Catálisis heterogénea: muchas reacciones gaseosas importantes industrialmente, son catalizadas
por superficies. 4) Catálisis de iniciación polimérica por radicales libres: el iniciador de una reacción
en cadena es esencialmente un catalizador. Una pequeña cantidad del iniciador apropiado puede
originar la ocurrencia de una gran cantidad de producto. 5) Inhibidores: también conocidos como
venenos catalíticos, retardadores, atrapadores, antioxidantes, que disminuyen la velocidad de la
reacción. Ejem: el plomo tetraetilo (c2h5)4 Pb, que disminuye el poder explosivo de la gasolina.
- 6) Promotores: un promotor es una sustancia que adicionada al catalizador mejora notablemente la
actividad catalizadora, tal es el caso de Fe en la síntesis de nh3 cuya acción catalizadora aumenta con
la adición de Al2O3. 7) Nota: auto catálisis se presenta cuando un producto de la reacción actúa
como catalizador como ocurre en la oxidación del ácido oxálico con permangamanganato.
- La energía de activación es la energía mínima que deben poseer las moléculas para que la reacción
sea efectiva. Es la energía que deben poseer los reactivos para traspasar una barrera similar a la que
debe poseer un atleta para que su salto en garrocha traspase la barra. El catalizador realiza la
función de disminuir la barrera de energía realizándose la reacción más fácil.
- La energía de activación es la energía mínima que deben poseer las moléculas para que la reacción
sea efectiva. Es la energía que deben poseer los reactivos para traspasar una barrera similar a la que
debe poseer un atleta para que su salto en garrocha traspase la barra. El catalizador realiza la
función de disminuir la barrera de energía realizándose la reacción más fácil.
- 6) Promotores: un promotor es una sustancia que adicionada al catalizador mejora notablemente la
actividad catalizadora, tal es el caso de Fe en la síntesis de nh3 cuya acción catalizadora aumenta con
la adición de Al2O3. 7) Nota: auto catálisis se presenta cuando un producto de la reacción actúa
como catalizador como ocurre en la oxidación del ácido oxálico con permangamanganato.
- 3) Catálisis heterogénea: muchas reacciones gaseosas importantes industrialmente, son catalizadas
por superficies. 4) Catálisis de iniciación polimérica por radicales libres: el iniciador de una reacción
en cadena es esencialmente un catalizador. Una pequeña cantidad del iniciador apropiado puede
originar la ocurrencia de una gran cantidad de producto. 5) Inhibidores: también conocidos como
venenos catalíticos, retardadores, atrapadores, antioxidantes, que disminuyen la velocidad de la
reacción. Ejem: el plomo tetraetilo (c2h5)4 Pb, que disminuye el poder explosivo de la gasolina.
- Tipos de catálisis: 1) Catálisis por reacciones de compensación: implica un par de reacciones que
interconvierten el catalizador entre varias formas. Ejem: descomposición del peróxido de hidrogeno.
2) Catálisis enzimática: los cambios químicos que ocurren en sistemas vivientes son catalizados por
enzimas, estas son proteínas de elevado peso molecular y sus propiedades catalíticas parecen residir
en regiones especiales de las moléculas llamadas “sitios activos”. Ejemplo, el veneno de serpiente
que debe su acción a enzimas que destruyen los glóbulos rojos y otros tejidos.
- Pero si se añade una pequeña cantidad de óxido de vanadio, la velocidad de la reacción aumenta.
- ejemplo:Oxidación de SO2, para pasar a SO3, base de la fabricación industrial del ácido sulfúrico, es
una reacción muy lenta:
- Lo que parece hacer el catalizador es suministrar un camino diferente a la reacción que le permita
transcurrir a través de un mecanismo distinto. Un modelo que puede aclarar la función del
catalizador es el proceso mediante el cual se abre un candado por medio de una llave; para abrir el
candado con la llave se requiere poca energía y la llave no queda afectada, además la llave solo sirve
para ciertos tipos de candados. Igual ocurre en las reacciones químicas en las cuales se rompen y
forman enlaces.
- Estado físico de los reactivos: si la reacción se produce entre un reactivo en estado líquido, gaseoso o
en disolución y otro reactivo en estado sólido, la reacción solo se produce en la superficie del solido
en contacto con el líquido, el gas o la disolución. Si se aumenta la superficie de contacto triturando el
sólido, se facilita la interacción entre reactivos y se favorece la velocidad de reacción.
- Atendiendo el estado físico de los reactivos, las reacciones pueden ser: a) Heterogéneas: si los
reactivos están en fases o estados físicos diferentes. Ejem: la reacción del cinc y el ácido clorhídrico
mediante:
- b) homogéneas: cuando todos los reactivos se encuentran en la misma fase, que es lo que ocurre en
las reacciones entre gases o en disolución, y , por tanto la reacción afecta todo el sistema como la
reacción entre hidrogeno y el yodo a alta temperatura
- b) homogéneas: cuando todos los reactivos se encuentran en la misma fase, que es lo que ocurre en
las reacciones entre gases o en disolución, y , por tanto la reacción afecta todo el sistema como la
reacción entre hidrogeno y el yodo a alta temperatura
- Atendiendo el estado físico de los reactivos, las reacciones pueden ser: a) Heterogéneas: si los
reactivos están en fases o estados físicos diferentes. Ejem: la reacción del cinc y el ácido clorhídrico
mediante:
- concentración: puede aceptarse, por regla general que la velocidad de reacción aumenta al
aumentarse las concentraciones de los reactivos. Ley de velocidad V= K [A]^n . [B]^m……………. La
velocidad de determinada concentración es proporcional a la concentración de A elevada al
exponente n y a la concentración B elevada al exponente m. K es una constante de proporcionalidad
denominada constante especifica de velocidad cuyo valor numérico depende de la temperatura y de
la reacción. [] indican concentración en moles/Lt Se presenta la variación de velocidad de la reacción
química en función de la concentración, la recta horizontal corresponde a una reacción cuya
velocidad no depende de la concentración, la recta inclinada nos presenta una reacción lineal con la
concentración y la rama de parábolas nos presenta la velocidad con el cuadro de concentración:
- bibliografia química general: departamento de qui,ica, universidad de Antioquia. Autores: Arcesio
Garcia R Aqunilo Aubad L Ruben Zapata P 1976
- https://books.google.es/books?id=ZM-qMxtLABUC&pg=PA351&dq=temperatura+en+reacciones+quimicas&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwjBpcup7tvOAhWGlB4KHUVMBqcQ6wEIIjAB#v=onepage&q=temperatura%20en%20reacciones%20quimicas&f=false
- https://books.google.es/books?id=fovdRFMao-AC&pg=PA168&dq=estado+fisico+de+los+reactivos&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwjSqbfg6NvOAhUGGh4KHTlHA9EQ6AEINDAA#v=onepage&q=estado%20fisico%20de%20los%20reactivos&f=false
- https://books.google.es/books?id=fovdRFMao-AC&pg=PA168&dq=estado+fisico+de+los+reactivos&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwjSqbfg6NvOAhUGGh4KHTlHA9EQ6AEINDAA#v=onepage&q=estado%20fisico%20de%20los%20reactivos&f=false
- https://books.google.es/books?id=4I9GAgAAQBAJ&pg=PA507&dq=naturaleza+de+los+reactivos+en+reacciones&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwjFipfT79vOAhUCLB4KHTsVCJ8Q6wEIWzAI#v=onepage&q=naturaleza%20de%20los%20reactivos%20en%20reacciones&f=false
- https://books.google.es/books?id=4I9GAgAAQBAJ&pg=PA507&dq=naturaleza+de+los+reactivos+en+reacciones&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwjFipfT79vOAhUCLB4KHTsVCJ8Q6wEIWzAI#v=onepage&q=naturaleza%20de%20los%20reactivos%20en%20reacciones&f=false
- https://books.google.es/books?id=fovdRFMao-AC&pg=PA168&dq=estado+fisico+de+los+reactivos&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwjSqbfg6NvOAhUGGh4KHTlHA9EQ6AEINDAA#v=onepage&q=estado%20fisico%20de%20los%20reactivos&f=false
- https://books.google.es/books?id=fovdRFMao-AC&pg=PA168&dq=estado+fisico+de+los+reactivos&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwjSqbfg6NvOAhUGGh4KHTlHA9EQ6AEINDAA#v=onepage&q=estado%20fisico%20de%20los%20reactivos&f=false
- https://books.google.es/books?id=ZM-qMxtLABUC&pg=PA351&dq=temperatura+en+reacciones+quimicas&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwjBpcup7tvOAhWGlB4KHUVMBqcQ6wEIIjAB#v=onepage&q=temperatura%20en%20reacciones%20quimicas&f=false
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