28: Cinética Química I - Leyes de Tarifas
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- 28.1: La dependencia del tiempo de una reacción química es descrita por una ley de velocidad
- La velocidad de una reacción química (o la velocidad de reacción) se puede definir por el tiempo necesario para que ocurra un cambio en la concentración. Pero hay un problema en que esto permite que la definición se haga en base a cambios de concentración tanto para los reactivos como para los productos. Además, debido a preocupaciones estequiométricas, ¡las tasas a las que las concentraciones son generalmente diferentes!
- 28.2: Las leyes de tarifas deben determinarse experimentalmente
- Existen varios métodos que se pueden utilizar para medir las tasas de reacciones químicas. Un método común es utilizar la espectrofotometría para monitorear la concentración de una especie que absorberá la luz. Si es posible, es preferible medir la apariencia de un producto en lugar de la desaparición de un reactivo, debido a la baja interferencia de fondo de la medición.
- 28.3: Las reacciones de primer orden muestran una decadencia exponencial de la concentración de reactivos con el tiempo
- Si la reacción sigue una ley de tasa de primer orden, se puede expresar en términos de la tasa de tiempo de cambio de [A]. La solución de la ecuación diferencial sugiere que una gráfica de concentración logarítmica en función del tiempo producirá una línea recta.
- 28.4: Diferentes leyes de tasas predicen diferentes cinéticas
- Es posible determinar el orden de reacción usando datos de un solo experimento trazando la concentración del reactivo en función del tiempo. Debido a las formas características de tales líneas para reacciones de orden cero, primer orden y segundo orden, los gráficos pueden ser utilizados para determinar el orden de reacción de una reacción desconocida.
- 28.5: Las reacciones también pueden ser Reversibles
- Muchas reacciones químicas son reversibles, ya que los productos formados durante el proceso reaccionan para volver a formar los reactivos originales. Estas reacciones reversibles eventualmente alcanzan un estado de equilibrio dinámico, en el que la velocidad del proceso directo global es igual a la tasa del proceso inverso general.
- 28.6: Las constantes de velocidad de una reacción reversible se pueden determinar mediante técnicas de relajación
- Muchas reacciones químicas se completan en menos de unos pocos segundos, lo que dificulta la determinación de la velocidad de reacción. En estos casos, se pueden utilizar los métodos de relajación para determinar la velocidad de la reacción.
- 28.7: Las constantes de velocidad suelen depender fuertemente de la temperatura
- En general, los aumentos de temperatura incrementan las tasas de reacciones químicas. Es fácil ver por qué, ya que la mayoría de las reacciones químicas dependen de colisiones moleculares. Y como discutimos en el Capítulo 2, la frecuencia con la que colisionan las moléculas aumenta con el aumento de la temperatura. Pero también, la energía cinética de las moléculas aumenta, lo que debería aumentar la probabilidad de que un evento de colisión conduzca a una reacción. Arrhenius propuso un modelo empírico para dar cuenta de este fenómeno.