Principios Clave de Cinética Química y Equilibrio

Cinética Química: Estudio de la Velocidad de Reacción

La cinética química se encarga del estudio de la rapidez con que se producen las reacciones químicas.

Velocidad de Reacción

Para una reacción homogénea entre gases o entre reactivos en disolución, la velocidad media se define como el cociente entre la variación de la concentración, expresada en mol/litro, de uno de los reactivos o productos y el intervalo de tiempo en el que se produce dicha variación.

Velocidad Instantánea

Es la velocidad que posee la reacción en un momento dado.

Teoría de Colisiones

La energía necesaria para que un choque sea efectivo y rompa los enlaces necesarios para que se produzca la reacción se conoce como energía de activación.

Ecuación de Velocidad

Se define como aquella ecuación, determinada experimentalmente, que sirve para predecir la dependencia de la velocidad de una reacción química con las concentraciones de los reactivos.

Factores que Afectan la Velocidad de Reacción

Naturaleza de los Reactivos

Las sustancias en estado gaseoso reaccionan más rápidamente que las sustancias en disolución y estas, a su vez, lo hacen con mayor velocidad que las sólidas. Un aumento de la presión total sobre la mezcla aumenta la velocidad de reacción. En el caso de los reactivos sólidos, la velocidad de reacción aumenta con el grado de división.

Temperatura de Reacción

La relación entre la velocidad de reacción y la temperatura fue establecida por Arrhenius en 1889, a través de la expresión que relaciona la constante de velocidad con la temperatura.

Catalizadores

Un catalizador es una sustancia que aumenta la velocidad de la reacción sin ser consumido durante el proceso. Actúan:

• Formando un compuesto intermedio.
• Adsorbiendo los reactivos.

Equilibrio Químico: Principios y Constantes

Ley de Acción de Masas

Nos dice que la constante de equilibrio es igual al producto de las concentraciones de los productos elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, dividido entre el producto de las concentraciones de los reactivos elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos.

Valor de la Constante de Equilibrio (Kc)

El valor de la constante de equilibrio Kc es específico de cada reacción química e independiente de las concentraciones iniciales de reactivos y productos; solo depende de la temperatura.

Grado de Disociación

Nos indica la cantidad en tanto por uno de reactivo que habrá reaccionado. Es igual al cociente entre la cantidad, expresada en mol, de reactivo que ha reaccionado y la cantidad de reactivo inicial.

Cociente de Reacción (Q)

Tiene la misma forma que la expresión de la constante de equilibrio y es la razón matemática de las concentraciones iniciales de reactivos y productos.

Principio de Le Chatelier

Cuando se somete un sistema en equilibrio a una modificación de la concentración de las especies reaccionantes, de la presión o de la temperatura, el sistema responde alcanzando un nuevo equilibrio que contrarresta parcialmente el efecto de la modificación. Este principio se aplica a modificaciones como:

• Añadir o extraer una de las especies en estado gaseoso.
• Añadir un gas inerte, manteniendo el volumen constante.
• Modificar el volumen del sistema.