Cinètica de reaccions químiques i catalitzadors

Cinètica de reaccions químiques

NO2 (g) + CO(g) → NO(g) + CO2 (g) = v = k [NO2] a · [CO] b

Massa molecular del NO2 = 46 g/mol; Massa molecular del CO = 28 g/mol [NO2] = (massa de NO2 / 46) / 10 (en M) [CO] = (massa de CO / 28) / 10 (en M)

NO2 (0,15 / 0,05 = 3)(5,703x10-3 / 6,338x10- 4 ≈ 9)La reacció serà d'ordre 2 respecte el NO2 (a = 2)(sempre té un valor de 5,703x10-3 )La reacció serà d'ordre 0 respecte el CO (b = 0)

v = k [NO2] 2 -->Experiment 1: 6,338x10-4 = k (0,05) 2 ⇒ k = 6,338x10-4 / 0,052 k = 0,254 mol-1 L s-1

v = k [NO2] a · [CO]b ⇒ v = 0,254 [NO2] 2 (parte A)

Augment del volum del recipient

En augmentar el volum del recipient, la probabilitat de trobar-se les molècules i xocar disminueix i, per tant, disminueix la velocitat de la reacció.

Un augment de la temperatura, a volum constant, implica que tindrem més molècules amb una energia cinètica mínima per fer xocs efectius i, per tant, augmentarà la velocitat de la reacció.

v = k [O2 ] m [SO2] n-->v = k [O2 ] [SO2] 2

v = ∆c / ∆t ⇒ v: mol L-1 s -1 [0,2 p] Si v = k [O2 ] [SO2] 2-> k = v / [O2 ] [SO2] 2 -> k: (mol L-1 s -1 ) / (mol L-1 ) 3 Unitats de la constant de velocitat: k: mol-2 L2 s -1

la reacció d'oxidació del SO2 a SO3 és més ràpida. El NO actua de catalitzador: la reacció té lloc mitjançant un altre mecanisme (el B enlloc de l'A), on disminueix l'energia d'activació.

Equilibri químic

2 H2O2(l) ⇌ 2 H2O(l) + O2(g) ∆Ho (a 25oC) = -196,0 kJ

∆S= [(2 x S o aigua) + (1 x S o oxigen)] – [(2 x S o aigua oxigenada)] ∆s= [(2 x 70,0) + (1 x 205,0)] – [(2 x 109,6)]) ⇌∆S= 125,8 J / K

∆Sº(reacció) = 125,8 J/K = 0,1258 kJ / K

∆Gº(reacció) = (-196) - [298 x (0,1258) ] ⇒ ∆Gº(reacció) = - 233,5 kJ

Si ∆Gº 0>

La reacció és espontània en condicions estàndard i 25C

Catalitzadors

Un catalitzador és una substància que s'afegeix a la reacció, sense consumir-se, i augmenta la velocitat de la reacció.

Com intervé la catalasa (catalitzador) en la cinètica de la reacció: disminueixi l'energia d'activació.

Justificació 2 (model cinètic de col·lisions) Segons el model cinètic de col·lisions, la velocitat d'una reacció és proporcional al nombre de xocs entre les molècules de reactius per unitat de volum i temps. L'energia d'activació és l'energia cinètica mínima que cal que assoleixin les molècules de reactius per reaccionar quan xoquen: com més petita sigui més alta serà la velocitat.