Este documento describe conceptos clave de la cinética química y el equilibrio químico. Explica que la cinética química determina la velocidad de una reacción y los factores que la afectan, como la concentración y temperatura. También describe las teorías de las colisiones y el complejo activado. Finalmente, explica el concepto de equilibrio químico y cómo factores como la temperatura, presión y concentración afectan el desplazamiento del equilibrio de acuerdo con el principio de Le Chatel

1. Cinética química
Grado: 11
Docente: Eucaris Sáenz

2. Introducción
La Cinética Química determinará si una reacción es lenta o rápida al estudiar
los factores que determinan la velocidad y el mecanismo, es decir, la etapa o
serie de etapas en las que ocurre el cambio.

3. Velocidad de reacción
 La velocidad de reacción corresponderá a la rapidez con que tiene lugar
una reacción; durante el cambio, la concentración de los reactantes
disminuirá, mientras que la concentración de los productos aumentará. La
velocidad media, entonces, se medirá a través del cambio de
concentración en un periodo determinado de tiempo

4. Velocidad de reacción
A partir de una reacción A y B, donde A está representado por las esferas
rojas y B por las esferas azules, en la figura se ilustra cómo cambian las
concentraciones a medida que transcurre el tiempo.
En el tiempo cero, en el primer tiesto de
capacidad de un litro, se considera que
hay un mol de A.
Transcurridos 20 segundos, la cantidad
de moles de A disminuyó a 0,54 y la
cantidad de moles formada de B es 0,46.
A los 40 segundos, la cantidad de moles
de A es 0,3 y los moles de B son 0,7.

5. Velocidad de reacción
La siguiente tabla lustra las concentraciones de A y B en diferentes tiempos.

6. Velocidad de reacción
Este gráfico ilustra el cambio de la
concentración de A.
Este gráfico ilustra el
cambio de la
concentración de
B.

7. Velocidad de reacción
La velocidad de consumo de A:
En el primer periodo de tiempo: VA = (0,54 – 1,0) / (20 – 0)
VA = 0,023 M / s
En el segundo periodo de tiempo: VA = (0,3 – 0,54) / (40 – 20)
VA = 0,012 M / s

8. Velocidad de reacción
Actividad: de acuerdo al ejemplo anterior ¿cuál será la
velocidad de formación de B?:
En el primer periodo de tiempo: VB = (0,46 – 0) / (20 – 0)
VB = 0,023 M / s
En el segundo periodo de tiempo: VB = - (0,7 – 0,46) / (40 – 20)
VB = 0,012 M / s
La velocidad de formación de B disminuye a medida que transcurre el tiempo.
Para esta reacción: VA = VB
Solución:

9. Velocidad de reacción
Expresión general de la velocidad de reacción
en función de reactantes y productos y la
relación entre ellos:
Para la reacción:
a A + b B c C + d D
Se puede expresar la velocidad en función de
los reactantes y/o de los productos y la relación
entre ellas de la siguiente manera:
Ejercicio:
Se realizó experimentalmente la reacción 2ICl(g) + H2(g) I2(g) + 2HCl(g) y se
obtuvieron los siguientes valores:
a. Determina la velocidad en tres espacios de tiempo en función de cada uno
de los reactantes.
b. Compara para cada uno de esos intervalos de tiempo la velocidad en
función del ICl y en función de H2.

10. Teoría de las colisiones
Según esta teoría, para que ocurra una reacción química es necesario que existan choques entre las
moléculas de reactantes. Las colisiones, en tanto, deben cumplir con dos condiciones:
1. Las moléculas de reactantes deben poseer la energía suficiente para que pueda ocurrir el
rompimiento de enlaces, reordenamiento de los átomos y posteriormente la formación de los
productos. Si no se dispone de la energía suficiente, las moléculas rebotan sin formar los productos.
2. Los choques entre las moléculas deben efectuarse con la debida orientación. Si el choque entre las
moléculas cumple con estas condiciones, se dice que las colisiones son efectivas y ocurre la reacción
entre los reactantes.

11. Teoría de las colisiones

12. Teoría del complejo activado
Según esta teoría, al aproximarse los reactantes se produce la formación de un estado intermedio de
alta energía y corta duración que se denomina “complejo activado”. La energía de activación es la
energía que se necesita suministrar a los reactantes para que se forme el complejo activado.
Cuanto mayor sea la energía de activación, en general, menor será la velocidad de la reacción.

13. Teoría del complejo activado
De acuerdo al cambio neto de energía, es decir, la diferencia entre la energía de los
productos y de los reactantes, las reacciones se clasifican en endergónicas si se requiere
energía, y exergónicas si se libera
Cuando la energía se manifiesta como calor, las reacciones se
denominarán endotérmicas y exotérmicas respectivamente..
Reacción exotérmica ∆E < 0: La energía liberada corresponde a la diferencia de energía entre los
productos y los reactantes. Como la energía de los productos es menor a la energía de los
reactantes, se libera energía en el proceso.

14. Teoría del complejo activado
Reacción endotérmica con energía de activación:
Reacción endotérmica ∆E > 0 La energía necesaria para que ocurra el cambio corresponde a la
diferencia de energía entre los productos y los reactantes. Como la energía de los productos es
mayor a la energía de los reactantes, se requiere energía para el proceso

15. Factores que influyen en la velocidad
de reacción
• Temperatura
Al incrementar la temperatura la velocidad de la
reacción aumenta. Este hecho encuentra
explicación en las dos teorías revisadas, dado que
un aumento de la temperatura favorece los choques
efectivos entre las moléculas, habiendo, además,
más moléculas de reactantes que poseen la energía
suficiente para formar el complejo activado.
En general, un aumento de temperatura de 10ºC se
traduce en un aumento de la velocidad cercana al
doble de su valor original.

16. Factores que influyen en la velocidad
de reacción
• Concentración
Al aumentar la concentración
de los reactantes, aumenta la
probabilidad de choques
efectivos entre las moléculas, y
además existen más moléculas
que tienen la energía necesaria
para formar el complejo
activado.
A mayor concentración, mayor
es la velocidad de reacción..

17. Factores que influyen en la velocidad
de reacción
• Naturaleza de los reactantes.
Cuando la reacción implica el
rompimiento de enlaces
covalentes será, generalmente,
más lenta que cuando ocurre
entre partículas que se
encuentran como iones.

18. Factores que influyen en la velocidad
de reacción
• Estado físico en que se encuentran los reactantes.
Las reacciones homogéneas
entre gases o entre sustancias
disueltas suceden generalmente
con mayor rapidez que si
estuvieran en estado sólido. En el
primer caso es mayor el número
de choques entre las moléculas,
lo que favorece la velocidad de
reacción

19. Factores que influyen en la velocidad
de reacción
• el grado de división
de los sólidos influye en la cinética de la
reacción, ya que cuando aumenta la
superficie efectiva de contacto entre los
reactantes, mayor es la probabilidad de que
tenga lugar el choque de las moléculas.
Cuando el sólido está como un trozo, la
reacción se produce con las moléculas de la
superficie.

20. Catalizadores e inhibidores
Un catalizador es una sustancia que, est
ando presente en una reacción química,
produce una variación de su velocidad sin
ser consumida ni formada durante el
transcurso de la reacción.
Los catalizadores pueden ser catalizadores
positivos o catalizadores negativos. Los
primeros son las sustancias que aumentan la
velocidad de la reacción, pero que no se
consumen ni se forman, pues su papel es
disminuir la energía de activación. En
cambio, los catalizadores negativos o

21. Catalizadores e inhibidores
Una enzima es una proteína que actúa como catalizador de una reacción química acelerándola.
Las enzimas son protagonistas fundamentales en los procesos del metabolismo celular

22. EQUILIBRIO QUIMICO
 Cómo se alcanza el equilibrio?
El equilibrio químico se alcanza en una reacción reversible, cuando las velocidades de las
reacciones directa e inversa se igualan (por un simple acuerdo se llamará reacción directa la
formación de los productos y reacción inversa a la otra en que los productos se recombinan para
producir los reactantes originales) y las concentraciones netas de reactivos y productos
permanecen constantes.
La mayor parte de las reacciones químicas son reversibles y su representación es mediante una
doble flecha.
A + B ↔ C + D

23. EQUILIBRIO QUIMICO
Si las condiciones en que se desarrolla el
equilibrio permanecen invariables, las
velocidades con que progresan las dos
reacciones opuestas llegan a igualarse en un
instante dado. En ese momento se dice que el
sistema se encuentra en estado de equilibrio,
esto es, las dos reacciones opuestas continúan
produciéndose y las concentraciones de los
reactantes y de los productos permanecerán
constantes.

24. EQUILIBRIO QUIMICO
En cualquier instante, la velocidad es proporcional a la concentración de las sustancias. A
partir de un cierto momento ("tiempo de equilibrio", te) las dos velocidades se hacen iguales
y se ha llegado al equilibrio químico.

25. EQUILIBRIO QUIMICO
Al iniciarse la reacción de formación de C o D, la concentración de A o B disminuye
en forma gradual y se produce C o D cuya concentración aumenta de 0 a un valor
constante. Así mismo, la concentración de A o B va decreciendo hasta llegar a un
valor constante. Al llegar ambos reactantes y productos a la concentración
constante el sistema alcanza su equilibrio químico.

26. Ley del equilibrio químico
Para una reacción química que ocurre a una temperatura y presión determinada, tenemos el
equilibrio
aA + bB ↔ cC + dD
Las expresiones de velocidad directa e inversa para la reacción:
V1 = K1 [A]a × [B]b
V2 = K2 [C]c × [D]d
En el equilibrio deben igualarse las dos velocidades. En ese momento los coeficientes
estequiométricos coinciden con el orden de la reacción, de esta manera:
Si V1 = V2 K1 [A]a [B]b = K2 [C]c [D]d
K1 [C]c [D]d
---- = ------------- = Keq
a b

27. La Ley de acción de masas o ley de
Gulberg y Waage
En un proceso elemental, el producto de las concentraciones en el equilibrio de
los productos elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, dividido
por el producto de las concentraciones de los reactivos en el equilibrio elevadas
a sus respectivos coeficientes estequiométricos, es una constante para cada
temperatura llamada constante de equilibrio Keq o simplemente K”.

28. La Ley de acción de masas o ley de Gulberg
y Waage
Las concentraciones de las sustancias sólidas y del agua cuando esta última se disocia, no se
consideran para establecer la ley del equilibrio, ya que es muy pequeña la cantidad disociada y
su valor, por lo tanto, no cambia considerablemente.
La constante de equilibrio K, nos permite establecer el grado en que se produce una reacción,
así:
 Cuando K > 1 indica que en el equilibrio la mayoría de los reactivos se convierten en
productos.
 Cuando K < 1, indica que cuando se establece el equilibrio, la mayoría de los reactivos
quedan sin reaccionar, formándose solo pequeñas cantidades de productos.
 - Si K = 1, significa que en el equilibrio no hay predominio ni de los productos ni de los
reactantes.
A + B ↔ C + D

29. Factores que afectan el equilibrio químico
Existen diversos factores capaces de
modificar el estado de equilibrio de
un proceso químico como son la
temperatura, la presión y el efecto de
las concentraciones. Estos factores
están relacionados con el principio
de Le Chatelier-Braund, “Si en un
sistema en equilibrio se modifica
alguno de los factores que influyen
en el mismo (temperatura, presión o
concentración), el sistema evoluciona
de forma que se desplaza en el
sentido que tienda a contrarrestar
dicha variación”.

30. Factores que afectan el equilibrio químico
 Efecto de la temperatura
En los procesos endotérmicos el aumento de temperatura favorece el proceso porque
necesita aporte de energía.. En las reacciones exotérmicas el aumento de temperatura
entorpece la reacción. En general la reacción se desplaza en el sentido que absorba
calor, es decir, que sea endotérmica.
 Para una reacción endotérmica: A + B + calor ↔ C + D
 Un aumento de la temperatura provocará un desplazamiento del equilibrio hacia el
lado que contrarresta, o sea hacia la derecha.
 Para una reacción exotérmica: A + B ↔ C + D + calor
 Un aumento de la temperatura provocará el desplazamiento hacia la izquierda.

31. Factores que afectan el equilibrio químico
 Efecto de la presión
Una variación de presión en un equilibrio químico influye solamente cuando en
el mismo intervienen gases y hay variación del número de moles. Si aumenta
la presión, el sistema se desplazará hacia donde existan menor número de
moles (porque ocupan menos espacio) para así contrarrestar el efecto de
disminución de V, y viceversa. El efecto de un cambio de presión depende de
los cambios de volumen que tengan lugar durante la reacción. Si aquella se
produce sin cambio de volumen, todo cambio de presión que se le aplique no
la modifica.

32. Factores que afectan el equilibrio químico
 Efecto de las concentraciones
La variación de la concentración de cualquiera de las especies que intervienen
en el equilibrio no afecta en absoluto al valor de la constante de equilibrio; no
obstante el valor de las concentraciones de las restantes especies en equilibrio sí
se modifica.
Así:
 Un aumento de la concentración de cualquier sustancia desplaza el equilibrio
en dirección contraria a la formación de esa sustancia.
 Una disminución de la concentración de cualquier sustancia desplaza el
equilibrio hacia la formación de esa sustancia.