Cinética de Reacción

La cinética química estudia dos aspectos de una reacción química: la velocidad de la reacción que mide la variación de la concentración de reactivos y productos con el tiempo, y el mecanismo de la reacción para pasar de reactivos a productos. La velocidaad se define como la disminución de la concentración de un reactivo con el tiempo se define como una magnitud positiva y con unidades de concentración dividido por tiempo (M s-1).

Las reacciones químicas pueden tener lugar de forma más o menos rápida, es decir, la variación del número de moles de sustancias reaccionantes que se transforman por unidad de tiempo puede ser mayor o menor. La velocidad de reacción de una reacción química depende, principalmente, de:

\[ \frac{d[A]}{dt}=-k_1*[A]^2 \]

A=0.2
B=0.15
C=0
S=0.02
X=0
D=0
K1=0.1
K2=0.2
K3=0.05
dt=0.01
t=0


AA=c()
BB=c()
CC=c()
SS=c()
XX=c()
DD=c()
tt=c()
while (t<50){
  AA=c(AA,A)
  BB=c(BB,B)
  CC=c(CC,C)
  SS=c(SS,S)
  XX=c(XX,X)
  DD=c(DD,D)
  tt=c(tt,t)
  
  dA=-K1*A*dt
  dB=-K1*B*dt
  dC=(K1*A*dt)+(K1*B*dt)
  dC=(K1*A*dt)+(K1*B*dt)-(K2*C*dt)
  dS=-K2*S*dt
  dX=(K2*C*dt)+(K2*S*dt)
  dX=-K3*X*dt
  dS=(K1*A*dt)-(K1*B*dt)
  dD=(K1*A*dt)+(K1*B*dt)
  
  A=A+dA
  B=B+dB
  C=C+dC
  S=S+dS
  X=X+dX
  D=D+dD
  t=t+dt
  
}

plot(tt,CC,type="l",col="brown3",ylim=c(0,0.40), main="Cinética de la Reacción",col.main="springgreen3")
lines(tt,BB,type="l",col="cyan4")
lines(tt,CC,type="l",col="blue3")
lines(tt,SS,type="l",col="burlywood4")
lines(tt,XX,type="l",col="chartreuse4")
lines(tt,DD,type="l",col="darkorchid4")
legend(x = "topright",
       legend = c("[A]", "[B]","[C]","[S]","[X]","[D]"),
       lty = 1, col = c("brown3", "cyan4","blue3","burlywood4","chartreuse4","darkorchid4"), lwd = 2)

La cinética química es un estudio puramente empírico y experimental; la química cuántica permite indagar en las mecánicas de reaccion, lo que se conoce como dinémica química. Un catalizador que está en una fase distinta de los reactivos se denomina catalizador heterogéneo o de contacto.

La determinación del orden de una reacción suele ser una tarea bastante compleja ya que si no es posible averiguarlo de una manera directa se debe recurrir a la suposición de una orden y tras la toma de datos experimentales se procede a su comprobación. Así por ejemplo, supongamos que tenemos una reacción en la que participa un único reactivo y no sabemos su orden. Una posibilidad es tomar datos de la concentración lo largo de un período de tiempo a intervalos regulares.