⚛️Todo lo que necesitas saber sobre el tema de CINÉTICA QUÍMICA para preparar la selectividad y PCE⚗️

¡Prepárate para la PAU y las PCE con nuestro especial sobre CINÉTICA!

Descubre lo más importante sobre el tema de cinética química en nuestro post de la serie para la selectividad de química. Aquí te contamos exactamente lo que necesitas saber para dominar este tema. Te daremos los mejores trucos para resolver ejercicios tipo, te mostraremos los errores más comunes y responderemos a esas preguntas que siempre surgen con la cinética. Estamos más que acostumbrados a resolver estas dudas y queremos que las interiorices y asimiles completamente. ¡Vamos a por ello!

⚛️¿Qué es la cinética química?

La cinética química estudia la velocidad de las reacciones químicas y los factores que la modifican. Es un aspecto fundamental en química, ya que permite comprender cómo y por qué las reacciones ocurren a diferentes velocidades.

Velocidad de reacción: desaparición y aparición de sustancias

En la reacción: A →B

Los reactivos desaparecen ➝

$V=-\frac{d[A]}{dt}$

Los productos aparecen ➝

$V=\frac{d[B]}{dt}$

Unidades de velocidad:

$$$$ $$V=\frac{\text{mol}}{L\cdot s}=\text{mol}\cdot L^{-1}\cdot s^{-1}$$ $$$$

👀 Observa que la velocidad de un reactivo es negativa, ya que su concentración disminuye con el tiempo, mientras que la de un producto es positiva porque su concentración aumenta.

⚛️VELOCIDAD DE REACCIÓN

La velocidad de una reacción mide la variación de la concentración de los reactivos o productos a lo largo del tiempo. Se expresa en mol·L⁻¹·s⁻¹.

Para una reacción general:
$$aA+bB\leftrightarrow cC+dD$$

La velocidad media se define como:

$$V=\frac{-\mathrm{\Delta }[A]}{\mathrm{\Delta }t}=\frac{-\mathrm{\Delta }[B]}{\mathrm{\Delta }t}=\frac{\mathrm{\Delta }[C]}{\mathrm{\Delta }t}=\frac{\mathrm{\Delta }[D]}{\mathrm{\Delta }\mathrm{t<span\; style="font-family:\; Georgia,\; \text{'}Times\; New\; Roman\text{'},\; \text{'}Bitstream\; Charter\text{'},\; Times,\; serif;"><br></span>}}$$

Esto indica cómo desaparecen los reactivos y aparecen los productos en un intervalo de tiempo determinado.

📌 ¿Cómo aplicar esta fórmula en los ejercicios de examen?

Te dejamos un problema resuelto de la PAU en vídeo para que veas cómo utilizarla paso a paso. 🎥 Además, al final del post encontrarás todos los ejercicios de cinética de la PAU y PCE resueltos en vídeo.

⚛️Ecuación de velocidad y orden de reacción

Para una reacción de la forma:

$$A+B\leftrightarrow P$$

La ecuación de velocidad es:

$$V=k[A{]}^n[B{]}^m$$

Donde:

• k es la constante de velocidad, que depende de la temperatura, la energía de activación y la naturaleza de la reacción.
• n y m son los órdenes parciales de los reactivos, determinados experimentalmente.
• n + m es el orden global de la reacción.

💡 Importante: En reacciones no elementales, los órdenes no coinciden con los coeficientes estequiométricos.

⚛️ Determinación de las unidades de la constante de reacción:

Las unidades de la constante k dependen del orden de la reacción y se obtienen despejando k en la ecuación de velocidad.

⚛️Cálculo del orden de reacción

El orden de reacción se determina experimentalmente, observando cómo cambia la velocidad al modificar la concentración de un reactivo, manteniendo los demás constantes.

Ejemplo:

Análisis: Comparando los experimentos 1 y 2, al duplicar [A] y mantener [B] constante, la velocidad se duplica. Esto indica que la reacción es de orden 1 respecto a [A].

En este ejercicio de selectividad resuelto aprenderás a determinar experimentalmente el orden de reacción cuando intervienen dos reactivos. 🎥⚗️

⚛️Órdenes de reacción más comunes

• Orden 0: La velocidad es independiente de la concentración del reactivo.
• Orden 1: La velocidad es directamente proporcional a la concentración de un reactivo.
• Orden 2: La velocidad es proporcional al cuadrado de la concentración de un reactivo o al producto de dos concentraciones.
• Orden 3: La velocidad es proporcional al cubo de la concentración de un reactivo o al producto de tres concentraciones.

⚛️Teoría de las colisiones

Para que una reacción ocurra, los reactivos deben chocar con la orientación adecuada y con una energía suficiente para superar la barrera de energía de activación (Ea).

Factores que afectan la velocidad de reacción

• Naturaleza de las sustancias: Gases reaccionan más rápido que líquidos y sólidos debido a la mayor movilidad de las partículas. Pulverizar sólidos también aumenta la velocidad.
• Concentración de reactivos: A mayor concentración, mayor frecuencia de colisiones efectivas.
• Temperatura: Un aumento de temperatura incrementa la energía cinética de las partículas, aumentando la velocidad de reacción. Esto se describe con la Ecuación de Arrhenius:

$$k = A e^{-\frac{E_a}{RT}}$$

• Catalizadores: Disminuyen la energía de activación y aumentan la velocidad sin consumirse en la reacción.

⚛️Mecanismo de reacción

El mecanismo de reacción describe las etapas por las que transcurre una reacción química. La etapa más lenta determina la velocidad global.

📌 Ejemplo:
Para la reacción: 2𝐍𝐎(𝐠) + 𝐂𝐥₂(𝐠) → 2𝐍𝐎𝐂𝐥(𝐠)

• Etapa 1 (lenta 🐌):
  • 𝐍𝐎(𝐠) + 𝐂𝐥₂(𝐠) → 𝐍𝐎𝐂𝐥₂(𝐠)
  • 𝑉 = 𝑘 [𝐍𝐎][𝐂𝐥₂]
• Etapa 2 (rápida ⚡):
  • 𝐍𝐎𝐂𝐥₂(𝐠) + 𝐍𝐎(𝐠) → 2𝐍𝐎𝐂𝐥(𝐠)

Conclusión:

• La ecuación de velocidad de la reacción global se determina por la etapa lenta, ya que es la que limita la rapidez del proceso. En esta etapa, los órdenes parciales coinciden con los coeficientes estequiométricos.
• Es importante recordar que la ecuación de velocidad global resulta de la suma de las etapas elementales, donde los órdenes parciales reflejan directamente los coeficientes estequiométricos de cada paso.

🧪 Modelos de Examen de Cinética Química para la PAU y PCE

¿Quieres poner a prueba tus conocimientos sobre cinética química? 💡 Una de las mejores maneras de prepararte para la Selectividad (PAU) y la PCE es practicando con exámenes reales y ejercicios similares a los que encontrarás el día de la prueba.

A continuación, te dejamos enlaces a modelos de examen que te ayudarán a familiarizarte con el formato, el tipo de preguntas y los criterios de corrección. ¡Practica y llega con seguridad al examen!

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¿Te ha gustado el post? Si es así, déjanos un comentario. Durante este curso escolar, continuaremos brindándote recomendaciones y recursos para prepararte las pruebas de selectividad y PCE. ¡Ánimo en tu camino de aprendizaje! Recuerda que abordar los temas poco a poco con amor y curiosidad hará que tu viaje sea mucho más placentero.

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