Equilibrio y cinética química - Medicina Univalle...
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Equilibrio y cinética química
EQUILIBRIO QUÍMICO
Cantidades relativas las sustancias de la reacción permanece constante.
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El equilibrio se alcanza cuando los
reactivos se transforman en productos con la misma velocidad que los productos
vuelven a transformarse en
reactivos.
Un sistema en equilibrio debe cumplir los siguientes requisitos:
• Sólo puede existir equilibrio en un sistema cerrado
• Cuando se alcanza el estado de equilibrio, las propiedades del sistema (color, masa del reactivo sin reaccionar, temperatura, etc.), no cambian con el t
ba
dc
BADCKeq
• Cuando se alcanza el estado de equilibrio, las concentraciones de los reactivos y los productos se encuentran en una relación numérica constante
aA + bB → cC + dD
Sistema en equilibrio
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Un sistema en equilibrio debe cumplir los siguientes requisitos:
• Sólo puede existir equilibrio en un sistema cerrado
• Cuando se alcanza el estado de equilibrio, las propiedades del sistema (color, masa del reactivo sin reaccionar, temperatura, etc.), no cambian con el t
ba
dc
BADCKeq
• Cuando se alcanza el estado de equilibrio, las concentraciones de los reactivos y los productos se encuentran en una relación numérica constante
aA + bB → cC + dD
Sistema en equilibrio
Constante de equilibrio
• Relación numérica entre las concentraciones de los productos y los reactivos cuando se alcanza el equilibrio. (Keq, Ka, Kb, Kw)
Reacción ocurriendo
Reacción ocurriendo
EquilibrioEquilibrio
Keq =
[pdtos]/[Rx]
Keq =
[pdtos]/[Rx]
Factor que afecta el
equilibrio*
Factor que afecta el
equilibrio*
*(cambios de T, P, [], etc)
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Factores que afectan el equilibrio• “Si sobre un sistema en equilibrio
se modifica cualquiera de los factores que influyen en una reacción química, dicho sistema evolucionará en la dirección que contrarreste el efecto del cambio”
• Cuando un sistema que se encuentra en equilibrio, es sometido a una acción externa que lo perturbe, el equilibrio se desplaza hasta alcanzar nuevamente el equilibrio.
Henry Le Châtelier (1850-1936)
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Factores que afectan el equilibrio• Cambio de concentración: A + B C + D. • Aumento de reactivos o productos
Henry Le Châtelier (1850-1936)C
D
A
A
A
AA
B
B
B
C
C
C
C
C
C
C
C
C
D
D
D
D
D
D
A
AA A
A
C
C
D
D
D
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Factores que afectan el equilibrio
• Cambio de la temperatura: – Aumento: desplazándose en el sentido que absorba calor– Disminución: desplazándose al proceso que genera calor.
• Cambio de la presión:– Importante: Estado gaseoso – Un aumento de presión favorecerá la reacción que
implique una disminución de volumen. En cambio, si se disminuye la presión, se favorecerá la reacción en la que los productos ocupen un volumen mayor que los reactivos.
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CINETICA QUIMICA
• Estudio de la rapidez o velocidad de las reacciones.• Importante:
– Uso de medicamentos– Catalizadores en procesos industriales– Toxicidad
Velocidad de una reacción
• Cambio de concentración de reactivos y/ o productos en el tiempo (M/seg)
• La velocidad de las reacciones químicas abarca escalas de tiempo muy amplias.
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Cinetica química
• La cinética química trata dos aspectos básicos:
1. la descripción del mecanismo de reacción o conjunto de pasos y estados intermedios que se producen durante la reacción, y
2. la formulación de una ley de velocidad que describa adecuadamente y en detalle la velocidad de la reacción.
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Energía de activación• Para que una colisión entre
moléculas vaya seguida de una reacción, debe haber una redistribución de energía, de manera que haya energía suficiente en ciertos enlaces clave que deben romperse
• La energía de activación es:– La “energía mínima”,
superior a la energía cinética media, que deben tener las moléculas cuando chocan para que tenga lugar una reacción química.
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Teoría de colisiones
• Si la barrera de activación es elevada, sólo algunas moléculas tendrán suficiente energía cinética y la reacción es más lenta.
• A medida que la temperatura aumenta, la velocidad de reacción también aumenta.
• La orientación de las moléculas puede ser importante.
Teoría de colisiones
(a) Colisión favorable
(b) Colisiones no favorables
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Energía de activación
Energía total
Energia neta liberada(calor de reacción)
Se trata de una reacción “exergónica”, construya un diagrama para una reacción “endergónica”.Cuándo nos referimos a reacciones exotérmicas y endotérmicas?
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Teoría del estado de transición
• El complejo activado es una especie hipotética que se encuentra entre los reactivos y los productos en un punto sobre el perfil de una reaccióndenominado estado de transición.
Catálisis• Un catalizador proporciona una secuencia alternativa de la
reacción con una menor energía de activación.• Catálisis homogénea:
– Todas las especies de la reacción están en disolución. • Catálisis heterogénea:
– El catalizador está en el estado sólido.– Los reactivos de una fase gaseosa o líquida son
absorbidos.– Las posiciones activas sobre la superficie catalítica son
importantes.
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Catálisis
Catálisis enzimática
E + S ESk1
k-1ES → E + P
k2
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Estado de transición
Energía de activación
Estado de transición
Energía de activaciónCon catalizador
Energía de activación sin catalizador