Copia de Cinética

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¿Sobre qué ideas trabajaremos? 
• La influencia de distintas variables sobre la velocidad de reacción está resumida en la 
ley de velocidad: v = k.CAx.CBy… Estudiaremos el efecto de la concentración. 
• A partir de la ecuación integrada de velocidad, para una reacción de primer orden: 
xa
a
t
k

 ln
1
 , veremos cómo decrece la concentración de reactivos con el tiempo. 
• Un perfil de energía es un gráfico que proporciona información sobre la energía de 
activación y la energía de la reacción. 
• La constante de velocidad específica generalmente aumenta cuando se incrementa la 
temperatura. La ecuación de Arrhenius expresa esa dependencia. 
• La ley de velocidad para un paso elemental de un mecanismo está determinada por su 
estequiometría. En un mecanismo puede haber un paso determinante de la velocidad 
de la reacción total. 
 
Conceptos a saber: 
1) ¿Qué entiende por cinética química? 
2) ¿Qué factores afectan la velocidad de una reacción? 
3) ¿Cómo se expresa la velocidad y qué diferencia hay entre velocidad instantánea y 
velocidad media? 
4) ¿Cómo es la dependencia de la velocidad de reacción respecto de las concentraciones 
5) ¿A qué se llama orden de reacción? y como se determina? 
6) Plante la ecuación de velocidad para la ecuación tipo a A + b B  c C + d D 
7) Completar la siguiente tabla: 
 
GRAFICA Ec. de velocidad Unidades Ci vs t vi vs Ci 
Orden 0 
 
 
 
Orden 1 
 
 
 
Orden 2 
 
 
 
 
8) Pensar la cinética y los diferentes órdenes de reacción, desde el comportamiento de 
las moléculas individuales puede ser contestado desde diferentes modelos: ¿Cuáles 
son y que postulan? 
 
9) Un factor que afecta la velocidad de reacción es la temperatura. ¿Cómo podemos 
vincular la variación de esta con la velocidad? ¿Qué ecuaciones expresan esta 
relación? 
CINÉTICA QUÍMICA 
Concepto de velocidad de reacción. Factores que influyen sobre la velocidad 
de una reacción. Concentración de las sustancias reaccionantes. Ley de 
velocidad de reacción, velocidad específica, determinación experimental. 
Mecanismos de reacción. Orden y molecularidad. Reacciones de primer orden. 
Tiempo de vida media. Teoría de las colisiones. Teoría del complejo activado, 
Efectos de la temperatura. Energía de Activación. Ecuación de Arrhenius. 
Catálisis homogénea, heterogénea y enzimática. 
10) ¿Qué entiende por energía de activación y como la podría determinarla 
experimentalmente? 
11) ¿Qué importancia tiene conocer los mecanismos de reacción para el análisis del 
comportamiento cinético? 
12) ¿Qué son los catalizadores y como pueden clasificarse su acción? 
 
 
 
1.Para dar inicio al proceso de combustión del carbón es necesario el calentamiento previo 
de éste dado que: 
a) La reacción de combustión es endotérmica. 
b) Se necesita superar la energía de activación 
c) La reacción de combustión es exotérmica 
d) La reacción de combustión no es espontánea a temperatura ambiente. 
Determine cuál de las afirmaciones anteriores es correcta y justifique su elección 
2. Para las siguientes reacciones químicas, de las cuales conoce los órdenes de los 
reactivos, escriba las ecuaciones de velocidad correspondiente: 
a) NO (g) + O3 (g) NO2 (g) + O2 (g) 
 
 
b) 2 CO(g) + O2 (g) 2 CO2 (g) 
 
Si sabemos que la reacción es de primer 
orden con respecto a cada reactivo. 
 
Si sabemos que la reacción es de primer 
orden con respecto al oxígeno y de 
segundo orden con respecto al CO. 
 
3.Interprete el siguiente gráfico, correspondiente a la reacción química: 
a A Productos 
 
 
 
 
 
 
 
4. El funcionamiento de los airbags se basa en un dispositivo electrónico que, ante un 
eventual accidente, desencadena una descomposición química de la sal NaN3 (azida 
de sodio), estable a temperatura ambiente. Esta reacción ocurre al superar la sal los 
275ºC con producción de nitrógeno gaseoso, según: 
NaN3 (s)  Na (s) + 3/2 N2 (g) 
 
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0 20 40 60 80 100
c
o
n
c
.:
 m
o
l/
L
tiempo: s
Trace las rectas tangentes a la curva 
para tiempos 20 s y 60 s. 
 
 
¿Qué indican? 
¿Por qué son negativas? 
¿A qué tiempo la velocidad es mayor? 
 
Esta reacción es tan rápida que en 40 milisegundos un mol de NaN3 se descompone 
produciendo 35 L de gas N2, que infla la bolsa del airbag. Calcula la velocidad media de 
aparición de nitrógeno 
 
5. La hemoglobina (Hb), es una proteína globular, cuya principal función es el trasporte de 
oxígeno en la sangre, al cual se une formando la oxihemoglobina (HbO2), que transporta 
el oxígeno a los diferentes tejidos del cuerpo. 
La reacción por la cual la Hb fija el oxígeno corresponde a: 
Hb (aq) + O2 (aq) →HbO2 (aq) 
 
La misma, es de primer orden con respecto a la hemoglobina y de primer orden con 
respecto al oxígeno disuelto, con una constante de velocidad igual a K = 4 x107 L/mol . s. 
Calcula la velocidad inicial con la que la hemoglobina se unirá al oxígeno si la 
concentración de proteína es de 2,5 x10−9 mol/L y la de oxígeno es 4,0 x10−5 mol/ L. 
 
6. Una de las sustancias empleadas para el desarrollo de armas química, es el fosgeno 
(COCl2), el cual es uno de los causantes del mayor número de muertes. 
El mismo se produce a partir del CO y Cl2, según la reacción: 
CO (g) + Cl2 (g) → COCl2 (g) 
a) Determina la ley de velocidad para la reacción a partir de los datos de la tabla. 
 
 
 
 
b) Calcula la constante de velocidad, k. 
 
7. Un mecanismo posible para la descomposición del peróxido de hidrógeno en disolución 
acuosa es: 
H2O2 (aq) + Br - (aq) → BrO-(aq) + H2O (l) 
H2O2(aq) + BrO (aq) → Br - (aq) + + H2O (l) + O2(g) 
¿Cuál es la ecuación de la reacción global? ¿Qué especie está actuando como un 
catalizador? ¿Hay algún intermediario de la reacción? 
 
Concentración inicial (mol L−1) Velocidad inicial de formación de 
COCl2 (mol/L.s) [CO] [Cl2] 
0,12 0,20 0,121 
0,24 0,20 0,241 
0,24 0,40 0,682 
8. Al observar dos reacciones con idénticos valores de la energía de activación, Ea. 
¿Podrías asegurar que en ambas reacciones tendrás el mismo valor de la constante de 
velocidad, k, cuando se lleven a cabo a la misma temperatura? 
 
9. La aspirina se descompone en el cuerpo en un proceso de primer orden. La semivida 
de la aspirina en personas adultas es de 3,7 horas. Calcula cuánta aspirina permanece 
en el torrente sanguíneo después de 24 horas, a partir de una dosis de 160 mg. 
 
10. Con el fin de conocer la acción de un determinado sustrato biológico “A”, se realiza un 
estudio sobre la velocidad de reacción del mismo a 25 °C, según la reacción: A B 
De la misma se obtuvieron los siguientes: 
 
[A] (mol/L) 0,461 0,371 0,298 0,196 0,123 
t (s) 0 5 10 20 30 
 
Determine si la reacción es de primer orden y en caso de ser así, calcule el tiempo de 
vida media. 
11. Para una dada reacción A + B  AB la energía de activación de la reacción directa 
es 65 KJ/mol, mientras que la energía de la reacción inversa es 138 KJ/mol, siendo la k 
de la reacción directa a 29 ºC es 2,0.10-3 mol/L.s. 
 
a) Realice la gráfica de variación de energía potencial en función de la coordenada de 
reacción, poniendo en la misma los valores indicados. 
b) Calcule el calor de reacción de la reacción directa. 
c) Calcule k a 19 ºC. 
d) Sacar conclusiones acerca de la variación de velocidad que se puede obtener al 
disminuir 10 ºC la temperatura de la reacción directa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Señalar las proposiciones correctas: 
a) La K de velocidad, de cualquier reacción química, puede expresarse 
siempre en mol
-1
.L.s
-1
 
b) La unidades de K dependen de la ecuación de velocidad. 
c) La K de velocidad conserva siempre el mismo valor durante toda la reacción. 
d) El valor de K es independiente de la temperatura a la que se realiza la 
reacción. 
e) El orden total de reacción es siempre igual a la suma de los 
coeficientes estequiométricos de los reactivos. 
f) El ordentotal de cualquier reacción química es siempre un número 
entero. 
 
2. La energía de activación es la energía mínima necesaria para que se produzca 
una reacción química dada. Para que ocurra una reacción entre dos moléculas, 
éstas deben colisionar en la orientación correcta y poseer una cantidad de energía 
mínima. A medida que las moléculas se aproximan, sus nubes de electrones se 
repelen. Para superar esto se requiere energía (energía de activación), que proviene 
de la energía térmica del sistema, es decir la suma de la energía traslacional, 
vibracional, y rotacional de cada molécula. 
A) De las siguientes proposiciones referentes a la energía de activación, señalar las 
que considere correctas: 
a) En general es pequeña en las reacciones exotérmicas y grande en las 
endotérmicas. 
b) Es independiente de la variación de Entalpía de la reacción. 
c) En general se reduce a la mitad al elevar 10oC la temperatura. 
d) En general varía notablemente al introducir un catalizador. 
e) La energía de activación de la reacción directa es siempre menor que la 
de la inversa. 
 
3. Cuando se estudia la reacción: 2 NO + O2 2NO2 se encuentra que cuando se 
duplica la concentración de O2 y se mantiene constante la de NO, la vr se duplica, y 
cuando se duplica la concentración de NO y se mantiene constante la de O2, la vr se 
cuadriplica. 
¿Qué afirmación es correcta?: 
a- La reacción es de segundo orden respecto al O2. 
b- La constante de la vr tiene unidades mol L-1s-1 
c- La reacción es de tercer orden total. 
d- La reacción es de tercer orden respecto al NO. 
https://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmica
https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_t%C3%A9rmica
https://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula
e- La Ea de la reacción hacia la derecha es mayor que la de reacción inversa. 
 
4. Conociendo los siguientes datos experimentales de la reacción: 
2 N2O5 (g) 4 NO2 (g) + O2 (g) 
 
 Experiencia 
Conc. de N2O5 (g) (moles/L) 
Velocidad inicial 
(moles.L-1.s-1) 
1 1 8,4 x 10 - 4 
2 0,5 4,3 x 10 - 4 
3 0,2 1,7 x 10 - 4 
4 0,15 1,25 x 10 - 3 
a) Exprese la ley de velocidad de reacción. 
b) Halle el valor de k. 
5. En una reacción de primer orden reacciona el 50 % del reactivo en 25 minutos. 
Calcular el tiempo necesario para transformar el 90 %. 
6. Estudiando la reacción 2 A2B5 4 AB2 + B2 se obtienen los siguientes datos: 
k ( s – 1) Temperatura ( ºC ) 
1,71.10 - 5 25 
4,29.10 - 4 50 
 
a) Calcular la energía de activación (Ea ) 
b) Hallar el factor de frecuencia de choque (A) a 25 ºC. 
c) Hallar la constante de velocidad específica a 70 ºC. 
 
7. Para la reacción: 2 NO2 + F2 2 NO2F 
La ley de velocidad es v = k.CNO2.CF2¿Qué mecanismo es consistente con lo 
anterior?: 
a) NO2 + F2 NO2F + F Lenta 
 NO2 + F NO2F Rápida 
b) NO2 + F2 NO2F + F Rápida 
 NO2 + F NO2F Lenta 
8. La constante de velocidad específica de una reacción es 2,20.10-3 min-1 a 184,4 ºC y 
3,07.10-3 min-1 a 326,9 ºC. Calcular: 
a) La energía de activación. 
b) La constante de velocidad a 200 ºC. 
c) Calcular el factor pre-exponencial (A) de la ecuación de Arrhenius.