1.1 elementos de la cinetica de reacción

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1. 1.1.1 definiciones de tasas químicas

1.1. el concepto tasa suele asociarse con la rapidez necesaria para observar un cambio , al estudiar fenómenos como reacciones químicas (ganancia o perdida de masa, incremento o disminución de la concentración )

1.1.1. una tasa puede ser definida como una medida del cambio que expresa una cantidad (Y) por otra cantidad X, por lo tasnto si Y=Y(X) Y ∆Y= Y(X+∆X)-Y(X) entonces la tasa promedio de cambio es ∆y/∆x es decir, el cambio promedio de y por unidad de x en el intervalo (x,x + ∆x))

2. 1.1.2 la tasa de reacción

2.1. Reacciones físicas, químicas y nucleares tienen lugar en diferentes velocidades. Tasa de Química es la cantidad de cambio en la materia por unidad de tiempo.

2.1.1. Velocidad de reacción = (Cambio en la cantidad de materia) / hora

3. 1.2 escuacion de tasas

3.1. es una expresión matemática que se utiliza para comprobar la dependencia de la constante de velocidad (o cinética) de una reacción química con respecto a la temperatura a la que se lleva a cabo esa reacción.

3.1.1. K(T)=A.e^(-Ea/RT) la ecuación depende de la contante de velocidad K en donde k(T)}: constante cinética (dependiente de la temperatura) A: factor preexponencial o factor de frecuencia. Indica la frecuencia de las colisiones. Ea}: energía de activación, expresada en J/mol. R: constante universal de los gases. Su valor es 8,3143 J·K-1·mol-1 T: temperatura absoluta [K]

4. 1.2.2 influencia de la temperatura

4.1. El dato experimental más inmediato que se conoce sobre las reacciones químicas es que la velocidad de reacción aumenta con la temperatura. En general, al aumentar la temperatura unos 10 Kelvin, la velocidad varía en un factor comprendido entre 1,5 y 5.

4.1.1. Considerando conjuntamente la teoría cinética y la teoría de colisiones es posible explicar tal comportamiento. Al aumentar la temperatura, la energía cinética de las moléculas de los reactivos aumenta, con lo que los choques son más violentos poniéndose en juego en un mayor número de ellos la energía suficiente como para superar esa barrera que constituye la energía de activación.

5. 1.2.3 Ecuaciones de velocidad típicas para reacciones simples

5.1. La velocidad de una reacción química depende de la cantidad disponible de reactivos, o más exactamente, de su concentración. Así, para una reacción del tipo: R1 + R2 ® productos

5.1.1. primero orden : (n = 1) Supongamos la reacción A —› productos La variación de A con la temperatura es Vreaccion=-d[A]/dt=K[A] Si reorganizamos la ecuación d[A]/dt=-Kdt

6. 1.2.3.1 Reacciones reversibles de primer orden

6.1. las reacciones reversibles u opuestas son aquellas en que los productos de la reacción inicial pueden proceder para formar nuevamente la sustancia original

6.1.1. se aplica la ley de la conservación de la masa: [A_1 ] 〖_0〗+[A_2 ] 〖_0〗=[A_1 ]+[A_2 ] despejando [A_2 ]=[A_1 ] 〖_0〗+[A_2 ] 〖_0〗-[A_1 ]

7. 1.2.3.2 Reacciones reversibles de segundo orden

7.1. En las reacciones que hemos visto hasta ahora hemos supuesto que los reactivos se transforman por completo en productos. Sin embargo en muchas reacciones la reacción cesa antes de que se agoten los reactivos. Esto sucede cuando se alcaza un equilibrio entre los reactivos y productos de la reacción. Dentro de este tipo de reacciones pueden darse varios casos

7.1.1. A ↔ B + C segundo orden

8. 1.2.3.3 Reacciones autocatalíticas

8.1. Se denomina reacción autocatalítica aquella en la que uno de los productos actúa como catalizador. La reacción autocatalítica más sencilla es

8.1.1. -(rA)=-〖dC〗_A/dt=〖KC〗_A C_R

9. 1.2.4 Análisis cinético

9.1. expresar la velocidad en forma de una ecuación que relacione la velocidad con la concentración de los reactivos y a veces, de los productos y otras sustancias presentes como catalizadores. Si la reacción es de un orden sencillo, hay que determinar el orden y también la constante de velocidad.

10. 1.2.4.1 El método diferencial de análisis cinético

10.1. El método diferencial se basa en las velocidades reales de las reacciones, midiendo las pendientes en las curvas concentración – tiempo La idea se basa en relacionar la velocidad con la concentración de un reactivo mediante la ecuación

10.1.1. V=KC^n tomando logaritmos logV=logK+n log⁡C

11. 1.3 Reacciones acopladas

11.1. Cuando una reacción endergónica ocurre a expensas de la energía liberada en una reacción exergónica, estas reacciones están acopladas. Esto se debe a que las energías libres de las reacciones son aditivas

12. 1.3.3 Mezclado reacciones consecutivas paralelas

12.1. reacciones en las que un reactivo se descompone en varios productos

12.1.1. ambas reacciones irreversibles y de primer orden . con coeficiente estequiometricos iguales a la unidad

12.1.1.1. -d[A]/dt=K_1 [A]+K_2 [A]=(K_1+K_2)[A]

13. 1.4.2 Etapa de determinación de la velocidad de una secuencia de reacciones

13.1. la principal finalidad de la cinetica química es establecer el mecanismo de las reacciones para ello es necesario determinar la ecuación cinetica, los ordenes de reacción con respecto a las distintas especies , las constantes de velocidad y la dependecia de esta ultima con la temperatura

14. 1.5 Bio cinética

14.1. es aquella que postula que los primeros organismos vivientes fueron creados a partir de elementos abióticos, gracias a las condiciones de la atmósfera primitiva.

15. 1.5.1 Cinética enzimática

15.1. estudia la velocidad de las reacciones químicas que son catalizadas por las enzimas. El estudio de la cinética y de la dinámica química de una enzima permite explicar los detalles de su mecanismo catalítico, su papel en el metabolismo,

16. 1.5.2 Cinética microbiana

16.1. En microbiología la palabra crecimiento se define como un incremento en el numero de células. El crecimiento es un componente esencial de la función microbiana ya que en la naturaleza cualquier célula tiene un periodo de vida finito y la especie se mantiene como resultado del crecimiento continuo de la población.

17. 1.6 Reacciones complejas

17.1. hasta ahora hemos considerado principalmente reacciones que incluyen un solo paso, sin embargo la mayoría de los procesos son complejos se contituyen por:

17.1.1. reacciones irreversibles u opuestas, reacciones consecutivas , reacciones paralelas, reacciones mixtas