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Introducción a la Cinética Química

La cinética química analiza la rapidez de las reacciones químicas y los elementos que determinan esa velocidad. Factores como la concentración de reactivos, la temperatura y la presencia de catalizadores son cruciales. La temperatura, por ejemplo, puede duplicar la velocidad de reacción con cada aumento de 10°C. Los catalizadores, al disminuir la energía de activación, también juegan un papel importante en la aceleración de las reacciones.

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1

Factores que influyen en la velocidad de reacción

Haz clic para comprobar la respuesta

Temperatura, concentración de reactivos, presencia de catalizadores y superficie de contacto.

2

Método de medición en cinética química

Haz clic para comprobar la respuesta

Seguimiento de la variación de concentraciones de reactivos/productos en el tiempo.

3

Importancia de los mecanismos de reacción

Haz clic para comprobar la respuesta

Permiten entender las etapas y transiciones que controlan la velocidad de reacción.

4

Al inicio de una reacción química, la velocidad suele ser ______ debido a las mayores ______ de los reactivos.

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más alta concentraciones

5

Para determinar la velocidad de reacción, se monitorea la ______ de un reactivo o producto a lo largo del ______.

Haz clic para comprobar la respuesta

concentración tiempo

6

La velocidad se expresa en ______ por ______ por segundo (mol/L/s).

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moles litro

7

En la ley de velocidad para reacciones elementales, la fórmula es r = k[A]^n[B]^m, donde 'r' representa la ______, 'k' la ______, y 'n' y 'm' los órdenes de ______ respecto a cada reactivo.

Haz clic para comprobar la respuesta

velocidad de reacción constante de velocidad reacción

8

Efecto de la temperatura en la velocidad de reacción

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Aumenta la energía cinética de las moléculas, incrementando la frecuencia y energía de colisiones efectivas.

9

Relación entre la Ecuación de Arrhenius y la temperatura

Haz clic para comprobar la respuesta

Describe cómo la constante de velocidad varía con la temperatura, afectando la velocidad de reacción.

10

Regla general del efecto de la temperatura en la velocidad de reacción

Haz clic para comprobar la respuesta

La velocidad de reacción puede duplicarse con cada incremento de 10°C en la temperatura.

11

Las reacciones entre sustancias en distintas ______ tienden a ser más ______ por la limitada área de interacción.

Haz clic para comprobar la respuesta

fases lentas

12

Un incremento en la ______ de los reactivos suele resultar en una mayor ______ de colisiones y velocidad de reacción.

Haz clic para comprobar la respuesta

concentración frecuencia

13

La ley de ______ se determina de manera ______ y muestra cómo la velocidad de reacción depende de la concentración de los reactivos.

Haz clic para comprobar la respuesta

velocidad empírica

14

La fórmula de la ley de velocidad incluye coeficientes que señalan el ______ de la reacción para cada ______.

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orden reactivo

15

Tipos de catalizadores

Haz clic para comprobar la respuesta

Homogéneos: misma fase que reactivos. Heterogéneos: fase distinta.

16

Función de los catalizadores

Haz clic para comprobar la respuesta

Reducen energía de activación, facilitan estado de transición.

17

Influencia de la temperatura en la constante de velocidad

Haz clic para comprobar la respuesta

Temperatura aumenta energía cinética, mayor probabilidad de superar energía de activación.

Preguntas y respuestas

Aquí tienes una lista de las preguntas más frecuentes sobre este tema

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Introducción a la Cinética Química

La cinética química es una disciplina de la química que se enfoca en estudiar la rapidez con la que se llevan a cabo las reacciones químicas y los factores que influyen en esta velocidad. Aunque la química cuántica ha avanzado significativamente, la predicción precisa de la velocidad de las reacciones aún depende de la experimentación. La cinética química se basa en la medición de cómo cambian las concentraciones de los reactivos y productos con el tiempo, lo que permite determinar la velocidad de reacción y comprender los mecanismos subyacentes que la controlan.
Laboratorio de química con mesa y frascos Erlenmeyer con líquidos de colores, balanza analítica, pipetas y tarros de reactivos en estante metálico.

Concepto y Evaluación de la Velocidad de Reacción

La velocidad de reacción se define como el cambio en la concentración de una sustancia por unidad de tiempo durante una reacción química. Esta velocidad varía a lo largo de la reacción, siendo típicamente más alta al principio cuando las concentraciones de los reactivos son mayores. Para cuantificar la velocidad, se realiza un seguimiento de la concentración de un reactivo o producto en función del tiempo, y se expresa en términos de moles por litro por segundo (mol/L/s). En reacciones elementales, la ley de velocidad se puede expresar como r = k[A]^n[B]^m, donde "r" es la velocidad de reacción, "k" la constante de velocidad, y "[A]" y "[B]" son las concentraciones de los reactivos, con "n" y "m" representando los órdenes de reacción con respecto a cada reactivo.

Factores Determinantes de la Velocidad de Reacción

La velocidad de una reacción química es afectada por múltiples factores, incluyendo la concentración de reactivos, la temperatura, la presencia de catalizadores y la superficie de contacto entre las sustancias reaccionantes. La temperatura es particularmente crítica, ya que incrementa la energía cinética de las moléculas, lo que a su vez aumenta la frecuencia y la energía de las colisiones efectivas, acelerando la reacción. La Ecuación de Arrhenius describe cómo la constante de velocidad varía con la temperatura, indicando que la velocidad de reacción puede aumentar aproximadamente al doble por cada incremento de 10°C en la temperatura.

Impacto del Estado Físico y la Concentración de los Reactivos

El estado físico de los reactivos es crucial en la cinética química, ya que afecta la superficie de contacto y, por ende, la velocidad de reacción. Las reacciones entre sustancias en diferentes fases suelen ser más lentas debido a la limitada área de interacción. Por otro lado, un aumento en la concentración de los reactivos generalmente conduce a un incremento en la frecuencia de colisiones y, por consiguiente, a una mayor velocidad de reacción. La ley de velocidad, que se establece empíricamente, refleja cómo la velocidad de reacción depende de la concentración de los reactivos y se formula con coeficientes que indican el orden de la reacción para cada reactivo.

La Función de los Catalizadores y la Energía de Activación

Los catalizadores son agentes que modifican la velocidad de una reacción química sin consumirse durante el proceso. Pueden ser homogéneos, si están en la misma fase que los reactivos, o heterogéneos, si están en una fase distinta. Los catalizadores actúan reduciendo la energía de activación necesaria para que las moléculas reaccionantes alcancen el estado de transición, lo que facilita la formación del complejo activado y acelera la reacción. La energía de activación, un concepto introducido por Svante Arrhenius en 1888, es la energía mínima requerida para que las moléculas colisionen con éxito y reaccionen. La constante de velocidad de una reacción está influenciada por la temperatura, ya que esta afecta la energía cinética de las moléculas y, por tanto, la probabilidad de superar la barrera de energía de activación.