Clase 2 Ea
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Clase 2 Ea as PDF for free.
More details
- Words: 1,348
- Pages: 15
Slide 1
© 2003 By Default!
Energía de activación
UNACH-campus IV
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com
Slide 2
© 2003 By Default!
Energía en un sistema químico mientras la reacción procede Una reacción espontánea generalmente libera energía los reactantes contienen más energía que los productos. La energía se entiende como energía química potencial La diferencia entre energías potenciales se denomina entalpía de la reacción
Energía potencial química de reactantes y productos. La diferencia es la entalpía de la reacción. A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c123/eactivat.html
Slide 3
© 2003 By Default!
Driving Force
La diferencia en la energía química potencial es la fuerza que impulsa (driving force) a una reacción química a efectuarse. Después de la reacción, se libera energía. Los productos están en un nivel energético más estable que los reactantes.
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c123/eactivat.html
Slide 4
© 2003 By Default!
Energía de activación, Ea Una mezcla de H2 y O2 no reaccionará a menos que su temperatura alcance el punto de ignición, a pesar de la gran cantidad de energía que se libera durante una reacción de oxidación. Este fenómeno se explica a través del requerimiento de una energía de activación, Ea. La relación entre Ea y la energía potencial química en una reacción es:
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c123/eactivat.html
Slide 5
© 2003 By Default!
Barrera de la energía de activación
Si se aplica suficiente energía a la roca para empujarla sobre la colina (barrera de energía de activación), rodará espontaneamente la montaña, liberando energía mientras se mueve a un estado más bajo de energía potencial. La tasa de rocas aventadas desde el risco dependerá de la altura de la barrera de energía de activación.
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.ucdsb.on.ca/tiss/stretton/chem2/rate03.htm
Slide 6
© 2003 By Default!
Energía de Activación
En cualquiera de los casos se requiere la Ea
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.ucdsb.on.ca/tiss/stretton/chem2/rate03.htm
Slide 7
© 2003 By Default!
Conceptos básicos
1.
Energía es la capacidad de hacer un trabajo, o calor o cualquier cosa que se transforme en calor
2.
La actividad celular esta basada en la energía proporcionada por el sol o por enlaces químicos
3.
Los cambios en la energía están gobernados por la primera y la segunda ley de la termodinámica
4.
La diferencia en la energía libre entre reactantes y productos determina que una reacción sea espontanea o que no lo sea.
5.
Para que una reacción se lleve a cabo se requiere energía de activación
6.
Las enzimas disminuyen la energía de activación necesaria en rx´s biológicas
7.
Las enzimas interactuan con el sustrato
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.blc.arizona.edu/courses/181gh/rick/energy/default.html
Slide 8
© 2003 By Default!
Leyes de la Termodinámica
Primera Ley
La energía no se crea ni se destruye; las diferentes formas de energía son interconvertibles
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.blc.arizona.edu/courses/181gh/rick/energy/default.html
Slide 9
© 2003 By Default!
Leyes de la Termodinámica
Segunda Ley En un sistema cerrado, la cantidad de desorden se mantiene estable o aumenta. •
Entropía es una magnitud del desorden. La energía se convierte de manera espontánea a formas menos ordenadas. Esto implica que la relación entre moléculas se hace más desordenada.
•
Los procesos de ensamble biológico como la formación de membranas, plegamiento de proteínas, formación de la doble hélice son dirigidos por entropía primeramente.
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.blc.arizona.edu/courses/181gh/rick/energy/default.html
Slide 10
© 2003 By Default!
Ecuación para relacionar energía usable e inusable
En cualquier sistema, la energía total incluye la energía usable que puede hacer un trabajo y la energía que se pierde en el desorden:
Energía total = energía usable + energía inusable Esta relación se puede describir con termodinamicamente como: H (Energía total ) = G ( energía libre) + TS (entropía) Esta ecuación se reordena para enfatizar la importancia de la energía libre: G = H - TS El cambio en la energía libre durante el proceso de una reacción a una tempertaura constante es definido en términos de el cambio en energía total y el cambio en entropía. La energía libre se mide en joules or kilocalorias ΔG = ΔH - ΔTS
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.blc.arizona.edu/courses/181gh/rick/energy/energy.html
Slide 11
© 2003 By Default!
The Activation Energy of Chemical Reactions
Only a small fraction of the collisions between reactant molecules convert the reactants into the products of the reaction. This can be understood by turning, once again, to the reaction between ClNO2 and NO. ClNO2(g) + NO(g)
NO2(g) + ClNO(g)
In the course of this reaction, a chlorine atom is transferred from one nitrogen atom to another. In order for the reaction to occur, the nitrogen atom in NO must collide with the chlorine atom in ClNO2.
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch22/activate.html
Slide 12
© 2003 By Default!
The Activation Energy of Chemical Reactions
Reaction won't occur if the oxygen end of the NO molecule collides with the chlorine atom on ClNO2.
Nor will it occur if one of the oxygen atoms on ClNO2 collides with the nitrogen atom on NO
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch22/activate.html
Slide 13
© 2003 By Default!
The Activation Energy of Chemical Reactions
But, before the reactants can be converted into products, the free energy of the system must overcome the activation energy for the reaction, as shown in the figure below. The vertical axis in this diagram represents the free energy of a pair of molecules as a chlorine atom is transferred from one to the other. The horizontal axis represents the the sequence of infinitesimally small changes that must occur to convert the reactants into the products of this reaction.
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch22/activate.html
Slide 14
© 2003 By Default!
The Activation Energy of Chemical Reactions
To understand why reactions have an activation energy, consider what has to happen in order for ClNO2 to react with NO. First, and foremost, these two molecules have to collide, thereby organizing the system. Not only do they have to be brought together, they have to be held in exactly the right orientation relative to each other to ensure that reaction can occur. Both of these factors raise the free energy of the system by lowering the entropy. Some energy also must be invested to begin breaking the Cl-NO2 bond so that the Cl-NO bond can form. NO and ClNO2 molecules that collide in the correct orientation, with enough kinetic energy to climb the activation energy barrier, can react to form NO2 and ClNO. As the temperature of the system increases, the number of molecules that carry enough energy to react when they collide also increases. The rate of reaction therefore increases with temperature. As a rule, the rate of a reaction doubles for every 10oC increase in the temperature of the system.
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch22/activate.html
Slide 15
© 2003 By Default!
The Activation Energy of Chemical Reactions
NOT EVERY COLLISION LEADS TO REACTION!!!!! It is possible to calculate the rate at which molecules collide with each other by using the kinetic theory. Consider a mixture of CO and NO2 at 700 K and a concentration of 0.10 mol/L •
every molecule would collide with about a billion other molecules in one second!
•
if every collision resulted in a reaction, then the whole mixture would be reacted in a fraction of a second.
•
the actual reaction takes about 20 seconds.
In order for collisions to be effective, there must be considerable force in the colllisions. The slower moving molecules do not have enough kinetic energy to react when they collide...they bounce off one another and retain their identity. Only those molecules moving at high speed have enough energy for collisions to result in a reaction. Every reaction requires a certain minimum energy for the reaction to occur--it is called activation energy, Ea, and is expressed in kJ. The CO + NO2 mixture from above has an Ea = 134 kJ. This means that the colliding molecules must have a total KE of 134 kJ/mol if they are to react.
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.chem.vt.edu/RVGS/ACT/notes/act_energy.html
© 2003 By Default!
Energía de activación
UNACH-campus IV
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com
Slide 2
© 2003 By Default!
Energía en un sistema químico mientras la reacción procede Una reacción espontánea generalmente libera energía los reactantes contienen más energía que los productos. La energía se entiende como energía química potencial La diferencia entre energías potenciales se denomina entalpía de la reacción
Energía potencial química de reactantes y productos. La diferencia es la entalpía de la reacción. A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c123/eactivat.html
Slide 3
© 2003 By Default!
Driving Force
La diferencia en la energía química potencial es la fuerza que impulsa (driving force) a una reacción química a efectuarse. Después de la reacción, se libera energía. Los productos están en un nivel energético más estable que los reactantes.
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c123/eactivat.html
Slide 4
© 2003 By Default!
Energía de activación, Ea Una mezcla de H2 y O2 no reaccionará a menos que su temperatura alcance el punto de ignición, a pesar de la gran cantidad de energía que se libera durante una reacción de oxidación. Este fenómeno se explica a través del requerimiento de una energía de activación, Ea. La relación entre Ea y la energía potencial química en una reacción es:
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c123/eactivat.html
Slide 5
© 2003 By Default!
Barrera de la energía de activación
Si se aplica suficiente energía a la roca para empujarla sobre la colina (barrera de energía de activación), rodará espontaneamente la montaña, liberando energía mientras se mueve a un estado más bajo de energía potencial. La tasa de rocas aventadas desde el risco dependerá de la altura de la barrera de energía de activación.
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.ucdsb.on.ca/tiss/stretton/chem2/rate03.htm
Slide 6
© 2003 By Default!
Energía de Activación
En cualquiera de los casos se requiere la Ea
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.ucdsb.on.ca/tiss/stretton/chem2/rate03.htm
Slide 7
© 2003 By Default!
Conceptos básicos
1.
Energía es la capacidad de hacer un trabajo, o calor o cualquier cosa que se transforme en calor
2.
La actividad celular esta basada en la energía proporcionada por el sol o por enlaces químicos
3.
Los cambios en la energía están gobernados por la primera y la segunda ley de la termodinámica
4.
La diferencia en la energía libre entre reactantes y productos determina que una reacción sea espontanea o que no lo sea.
5.
Para que una reacción se lleve a cabo se requiere energía de activación
6.
Las enzimas disminuyen la energía de activación necesaria en rx´s biológicas
7.
Las enzimas interactuan con el sustrato
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.blc.arizona.edu/courses/181gh/rick/energy/default.html
Slide 8
© 2003 By Default!
Leyes de la Termodinámica
Primera Ley
La energía no se crea ni se destruye; las diferentes formas de energía son interconvertibles
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.blc.arizona.edu/courses/181gh/rick/energy/default.html
Slide 9
© 2003 By Default!
Leyes de la Termodinámica
Segunda Ley En un sistema cerrado, la cantidad de desorden se mantiene estable o aumenta. •
Entropía es una magnitud del desorden. La energía se convierte de manera espontánea a formas menos ordenadas. Esto implica que la relación entre moléculas se hace más desordenada.
•
Los procesos de ensamble biológico como la formación de membranas, plegamiento de proteínas, formación de la doble hélice son dirigidos por entropía primeramente.
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.blc.arizona.edu/courses/181gh/rick/energy/default.html
Slide 10
© 2003 By Default!
Ecuación para relacionar energía usable e inusable
En cualquier sistema, la energía total incluye la energía usable que puede hacer un trabajo y la energía que se pierde en el desorden:
Energía total = energía usable + energía inusable Esta relación se puede describir con termodinamicamente como: H (Energía total ) = G ( energía libre) + TS (entropía) Esta ecuación se reordena para enfatizar la importancia de la energía libre: G = H - TS El cambio en la energía libre durante el proceso de una reacción a una tempertaura constante es definido en términos de el cambio en energía total y el cambio en entropía. La energía libre se mide en joules or kilocalorias ΔG = ΔH - ΔTS
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.blc.arizona.edu/courses/181gh/rick/energy/energy.html
Slide 11
© 2003 By Default!
The Activation Energy of Chemical Reactions
Only a small fraction of the collisions between reactant molecules convert the reactants into the products of the reaction. This can be understood by turning, once again, to the reaction between ClNO2 and NO. ClNO2(g) + NO(g)
NO2(g) + ClNO(g)
In the course of this reaction, a chlorine atom is transferred from one nitrogen atom to another. In order for the reaction to occur, the nitrogen atom in NO must collide with the chlorine atom in ClNO2.
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch22/activate.html
Slide 12
© 2003 By Default!
The Activation Energy of Chemical Reactions
Reaction won't occur if the oxygen end of the NO molecule collides with the chlorine atom on ClNO2.
Nor will it occur if one of the oxygen atoms on ClNO2 collides with the nitrogen atom on NO
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch22/activate.html
Slide 13
© 2003 By Default!
The Activation Energy of Chemical Reactions
But, before the reactants can be converted into products, the free energy of the system must overcome the activation energy for the reaction, as shown in the figure below. The vertical axis in this diagram represents the free energy of a pair of molecules as a chlorine atom is transferred from one to the other. The horizontal axis represents the the sequence of infinitesimally small changes that must occur to convert the reactants into the products of this reaction.
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch22/activate.html
Slide 14
© 2003 By Default!
The Activation Energy of Chemical Reactions
To understand why reactions have an activation energy, consider what has to happen in order for ClNO2 to react with NO. First, and foremost, these two molecules have to collide, thereby organizing the system. Not only do they have to be brought together, they have to be held in exactly the right orientation relative to each other to ensure that reaction can occur. Both of these factors raise the free energy of the system by lowering the entropy. Some energy also must be invested to begin breaking the Cl-NO2 bond so that the Cl-NO bond can form. NO and ClNO2 molecules that collide in the correct orientation, with enough kinetic energy to climb the activation energy barrier, can react to form NO2 and ClNO. As the temperature of the system increases, the number of molecules that carry enough energy to react when they collide also increases. The rate of reaction therefore increases with temperature. As a rule, the rate of a reaction doubles for every 10oC increase in the temperature of the system.
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch22/activate.html
Slide 15
© 2003 By Default!
The Activation Energy of Chemical Reactions
NOT EVERY COLLISION LEADS TO REACTION!!!!! It is possible to calculate the rate at which molecules collide with each other by using the kinetic theory. Consider a mixture of CO and NO2 at 700 K and a concentration of 0.10 mol/L •
every molecule would collide with about a billion other molecules in one second!
•
if every collision resulted in a reaction, then the whole mixture would be reacted in a fraction of a second.
•
the actual reaction takes about 20 seconds.
In order for collisions to be effective, there must be considerable force in the colllisions. The slower moving molecules do not have enough kinetic energy to react when they collide...they bounce off one another and retain their identity. Only those molecules moving at high speed have enough energy for collisions to result in a reaction. Every reaction requires a certain minimum energy for the reaction to occur--it is called activation energy, Ea, and is expressed in kJ. The CO + NO2 mixture from above has an Ea = 134 kJ. This means that the colliding molecules must have a total KE of 134 kJ/mol if they are to react.
A Free sample background from www.powerpointbackgrounds.com http://www.chem.vt.edu/RVGS/ACT/notes/act_energy.html
Related Documents
Clase 2 Ea
May 2020 7
Ea
November 2019 40
Ea Article(2)
November 2019 8
Ea-manual-2.pdf
October 2019 11
Skima Ea 2
June 2020 17