LICEO ARTURO ALESSANDRI PALMA DEPARTAMENTO DE QUIMICA LUIS NAVARRO O. Deptoquimica.a12@gmail.com SECTOR: QUIMICA COMUN Nivel/curso: TERCERO MEDIO PROFESOR-A: LUIS NAVARRO O. Plazo: 26 de septiembre, 16:00 horas UNIDAD TEMÁTICA: CINETICA QUIMICA CONTENIDO: FACTORES QUE AFECTAN A LA VELOCIDAD DE REACCION APRENDIZAJE ESPERADO: Establecer los factores que modifican la velocidad de reacción.- Guía de Aprendizaje 2 (3°medio) 2° Semestre INSTRUCCIONES: Lee atentamente el documento y analiza cada uno de los factores que afectan la velocidad de reacción.- Apóyate con tu texto de estudio. Desarrolla cada ejercicio de la actividad de aprendizaje, en el espacio asignado FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE REACCION Se ha encontrado a través del conocimiento empírico que las velocidades con que proceden las reacciones dependen en general de cuatro factores: - Naturaleza de los reactivos - Concentración de los reactivos - Temperatura y - Catálisis 1.- NATURALEZA DE LOS REACTIVOS: El reordenamiento de átomos que existe en una reacción química, involucra que se rompan y formen enlaces.- La velocidad depende de la naturaleza de estos enlaces, es decir de la magnitud de las energías de las uniones que participan.- Así, no es difícil entender porque un clavo de hierro se oxida fácilmente, pero, un clavo de cobre lo hace muy lentamente.2.- CONCENTRACION DE LOS REACTIVOS Para analizar la velocidad de las reacciones, en función de la concentración de los reactivos, es necesario distinguir si la reacción ocurre en fase homogénea u heterogénea. Recuerda que: Reacción homogénea se llama a la que se produce en una sola fase y reacción heterogénea a la que se produce en más de una fase.- Por fase se entiende a aquel sistema que en toda su extensión presenta las mismas características físicas. A continuación se presentan los datos obtenidos en un trabajo experimental cuyo objetivo fue medir el tiempo de la reacción entre magnesio (Mg) y ácido clorhídrico (HCI). Para ellos se trabajo usando ácido de diferentes concentraciones, expresadas en valores arbitrarios (10-8-6-5-4-3), se mantuvo constante la cantidad de magnesio, el volumen de las distintas soluciones de ácido, la temperatura y la técnica experimental seguida para cada determinación. De tal forma que la única variación entre cada reacción fue la concentración del ácido. La velocidad de las reacciones se siguió midiendo el tiempo para obtener un volumen de 30 mL, de gas hidrógeno. Mg (s) + 2HCl (ac) Experimentos I II III IV V VI MgCI2 (ac) + H2 (g) Concentración de HCI (valores arbitrarios) 10 8 6 5 4 3 Tiempo en segundos para obtener 30 mL de H2 12 21 40 52 81 135 Pregunta 1: De acuerdo a los valores obtenidos.¿ Qué relación existe entre el tiempo de reacción y la concentración de HCI? Resp: A mayor concentración de HCI, menor es el tiempo de reacción. Pregunta 2: ¿Cómo varía la velocidad de la reacción con respecto a la concentración de los reactivos? Resp: A mayor concentración de los reactivos, mayor es la velocidad de reacción. 3.- TEMPERATURA Aún cuando existen casos excepcionales, experimentales se ha observado que la reacciones químicas y que una disminución de la misma disminuye. La magnitud en la variación de la velocidad depende de cada reacción en particular y se determina experimentalmente. Una regla general que debe usarse con prudencia, señala que por cada 10°C de elevación de la temperatura, la velocidad se duplica o triplica En la figura 1 se lustra la dependencia de la velocidad de transformación de un colorante a dos temperaturas diferentes, manteniendo constante el resto de las condiciones o variables. FIGURA 1 Pregunta 3: Con respecto a lo observado en la figura 1 conteste: a. ¿En cuál de las reacciones el desvanecimiento del color es más lento? Resp: a 50°C b. ¿Qué indica este desvanecimiento del color? Resp: La transformación del colorante a sustancia incolora. c. ¿Cuál de las reacciones es más rápida? Resp: a 80°C 4.- CATALISIS En muchas reacciones químicas, la presencia de ciertas sustancias, conocidas como catalizadores, aumenta la rapidez de la reacción. Aunque aparentemente el catalizador no sufre cambios durante el proceso, debe participar en la reacción en alguna etapa intermedia y de algún modo específico, si ha de afectar la rapidez de la reacción química. Se denomina catálisis a la acción que producen los catalizadores. El papel del catalizador, en la ecuación, es el de reducir la energía de activación, con lo cual aumenta la rapidez de la reacción. Diagrama energético de una reacción exergónica y endergónica con y sin catalizador Existen sustancias que disminuyen la velocidad de una reacción y se denominan “inhibidores”, término que es preferible al de “catalizador negativo”. Estos actúan sobre los reactantes o un catalizador, convirtiéndolos en especies menos activas. Por ejemplo, es difícil conservar las disoluciones del peróxido de hidrógeno sin que se descomponga, debido a que ciertas impurezas que la acompañan catalizan esta acción. Esta catálisis se evita añadiendo trazas de fosfatos, que forman complejos con el ion Fe3+, impidiéndole funcionar como catalizador. Las sustancias catalizadoras juegan un importante papel en los procesos industriales. Por ejemplo, las industrias de los plásticos, de las drogas, de la gasolina e incluso el propio organismo humano dependen de los catalizadores. Casi todas las reacciones químicas a nivel celular son catalizadas por sustancias conocidas como enzimas. Pregunta 4: ¿Por qué la velocidad de una reacción particular aumenta por la acción de un catalizador? Resp: El catalizador hace disminuir la energía de activación, con lo cual aumenta la velocidad de reacción. ACTIVIDAD DE EVALUACIÓN Luego de responder tu evaluación debes enviarla al correo: deptoquimica.a12@gmail.com Fecha de entrega 26 de septiembre de 2011, 16:00 hrs Envío de consultas hasta el día 25 de septiembre, 16:00 hrs Para los siguientes experimentos: 1. Explique y justifique porque la combustión de la madera tiene diferentes velocidades cuando esta se presenta en forma de un tronco y otra de aserrín. (3p) 2. ¿Qué diferencia existe en cuanto al tiempo de reacción cuando se disuelve un Yastá en 100 ml de agua con hielo y en 100 ml de agua recién hervida? (3p) 3. ¿Por qué un trozo de hierro se oxida más rápido a orilla de mar que en la ciudad? (3p) 4. Explica porque una astilla encendida sólo brilla en el aire, en cambio si se pone la astilla en un ambiente de oxigeno puro arde con vivacidad. (3p) RUBRICA EXCELENTE BUENO REGULAR Explica y fundamenta correctamente cada una de las preguntas Explica y fundamenta débilmente sus respuestas Explica y fundamenta sin mucho argumento sus respuestas 3 puntos 2 puntos 1 punto Puntaje total: 12 puntos =100% NECESITA APOYO No responde 0 punto