FISICOQUÍMICA II
FISICOQUÍMICA II
Esta asignatura aporta al perfil del Ingeniero Ambiental las herramientas para explicar y comprender las cinéticas químicas y biológicas involucradas en procesos de producción; así mismo podrá determinar los factores que aceleran, retardan o impiden que una reacción se lleva a cabo, también involucra conceptos de reactores, catalizadores y mecanismos de reacción que son base para abordar casos más complejos y comprender el uso de nuevas tecnologías que ayuden a disminuir los contaminantes.
Fuente: https://bibliozacut.wordpress.com/2021/03/17/topicos-de-quimica-y-fisicoquimica-ambiental/
VELOCIDAD DE REACCIÓN
Constante de Velocidad (rapidez)
La
velocidad de reacción disminuye al transcurrir el tiempo debido a que los
reactivos se van agotando, esto permite expresar la rapidez de una reacción
como ley de Velocidad (rapidez).
La
ecuación de ley de velocidad será:
Donde:
k
es la constante específica con respecto a “A”
m
indica el orden de reacción con respecto a “A”
n
orden de reacción con respecto a “B”
m + n es el orden total de la reacción (se pueden determinar experimentalmente)
NOTA: El orden de reacción NO está determinado
por el coeficiente estequiométrico de la reacción.
PRINCIPIO DE Le Chatelier (1885)
Cuando
en un sistema en equilibrio se produce una modificación de alguna de las
variables que lo determinan (concentración, presión y temperatura), el
equilibrio se desplaza en el sentido en que se opone a dicha modificación, es
decir, si se aplica una tensión
externa a un sistema en equilibrio, el sistema se ajusta de tal manera que se
cancela parcialmente dicha tensión
- Cambios en la concentración: Al cambiar la concentración
de una sustancia en un sistema en equilibrio se cambia, el equilibrio de
tal manera que se compense dicho cambio.
- Cambios en la temperatura: La variación de equilibrio es
causada por un cambio de temperatura y depende si la reacción es
exotérmica o endotérmica.
Ø Exotérmica: Es considerada como el calor
producido, por lo que al aumentar la temperatura el equilibrio se desplaza
hacia la izquierda, y si está disminuye el equilibrio se desplazará hacia la
derecha.
Ø
Endotérmica: se considera al calor como reactivo, por lo tanto, si aumenta la temperatura
se favorece un desplazamiento del equilibrio hacia la derecha y si disminuye,
hacia la izquierda.
- Cambios en la presión: Si aumenta la presión de un sistema en equilibrio, el equilibrio se desplazará de forma que disminuye el volumen lo máximo posible, es decir, en el sentido que la presión se libere.
- Catalizador: Puede acelerar puede acelerar
el proceso, pero no intervienen en las constantes de equilibrio o sobre
las concentraciones de equilibrio de las especies reaccionantes (Ghang,
Reymond, 1986, Química General, México pág 574, 587, 592, 597).
Ejemplos:
1. Se tiene una reacción general donde se aumenta la concentración de uno de los reactivos ya sea A ó B, el cociente de la reacción se hace más pequeño ya que el denominador se aumenta.
El sistema se desplaza hacia la derecha, hasta alcanzar un nuevo
equilibrio
El sistema se desplaza hacia la izquierda, hasta alcanzar un nuevo equilibrio
2. En el caso de la reacción de amoniaco que es muy importante a nivel industrial y que está dada por la siguiente reacción química.
El sistema se desplaza hacia la derecha,
hasta alcanzar un nuevo equilibrio.
1 3. Para el equilibrio de la reacción
el
valor de la Kc es
0.18 a una cierta temperatura. Si se tiene en un recipiente una mezcla
de éstos tres gases con las siguientes concentraciones
a) Hallar el cociente de reacción
b) ¿Se
encuentra este sistema en equilibrio? En caso negativo, ¿en qué dirección se
producirá la reacción para alcanzar el equilibrio?
Solución:
a)
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