Reporte de Consulta Capítulo 13. Cinética Química

...

-1 ∆NO2 = - ∆O2 = 1 ∆ N2O5

4 ∆ t ∆ t 2 ∆ t

.024 M/s

2. Despeje la rapidez de la:

[pic 2][pic 3]

Existe una relación entre la rapidez de reacción y la concentración del reactivo que se conoce como constante de rapidez (k) definida por Chang y Goldsby (2013) como una constante de a proporcionalidad entre la rapidez de reacción y la concentración del reactivo.

La fórmula para obtener k es: k = rapidez / [reactivo]

- Ejemplo 3:

¿Cuál es la constante de rapidez (k) si la [Br2] es 0.0101 M y la rapidez a los 50 s es de 3.52 x10-5 M/s?

Utilizando la fórmula de la constante de rapidez:

k = rapidez

[reactivo]

Sustituyendo los datos: k = 3.52 x10-5 M/s = 3.49 x10-3 /s

0.0101M

13.1 Ley de rapidez

La ley de rapidez según Chang y Goldsby (2013) expresa la realción de la rapidez de una reacción con la constante de rapidez y la concentración de los reactivos, elevados a alguna potencia. Brown, et al (2004) menciona que una ecuación que muestra cómo depende la velocidad de las concentraciones de los reactivos, recibe el nombre de ecuación de velocidad. Con respecto a una reacción general

aA + bB → cC + dD

la ley de rapidez tiene la forma

rapidez= k [A]x [B]y

donde x y y son números que se determinan experiemental.

Los exponentes x y y especifican las relaciones entre las concentraciones de los reactivos A y B y la rapidez de la reacción. El orden de reacción es la suma de los exponentes a los que se elevan todas las concentraciones de los reactivos que aparecen en la ley de rapidez (Chang y Goldsby, 2013).

Cabe recalcar que x, y son datos experimentales obtenidos de tablas. En ley de rapidez sólo se consideran los reactivos y no se anotan los coeficientes.

Conocer el orden de reacción sirve para determinar la dependencia de la reacción con las concentraciones.

Ejemplo: Suponga que la ley de rapidez = [A] [B]2

Esto indica que:

a) Si la [A] se duplica, la rapidez de la reacción se duplica.

b) Si la [B] se duplica, la rapidez de la reacción se cuadruplica.

- Ejemplo 4: A partir de la reacción y los datos de la tabla, calcule:

a) La ley de rapidez (Ley de rapidez = k [A]x [B]y)

b) El orden de reacción de cada reactivo

c) El orden global.

d) La constante de rapidez (k).

Reacción: 2NO(g) + 2H2(g) -->N2(g) + 2H2O(g)

Tabla de datos:

Experimento

[NO]

(M)

[H2]

(M)

Rapidez (M/s)

1

5.0 x10-3

2.0 x10-3

1.3 x10-5

2

10.0 x10-3

2.0 x10-3

5.0 x10-5

3

10.0 x10-3

4.0 x10-3

10.0 x10-5

Pasos sugeridos para la solución del problema:

1. Escriba la ley de rapidez de la reacción. Ley de rapidez = k [A]x [B]y

2. Revise la tabla de experimentos para los cambios de rapidez.

3. Determine el orden de reacción de cada reactivo con los datos de la tabla.

4. Determine el orden global: Sume el orden de cada reactivo.

5. Calcule k a partir de la ley de rapidez.

1. Escriba la ley de rapidez de la reacción. Ley de rapidez = k [A]x [B]y)

2NO(g) + 2H2(g) -->N2(g) + 2H2O(g)

Ley de rapidez = k [NO]x [H2]y

2. Revise la tabla de experimentos para los cambios de rapidez.

a) ¿En cuáles experimentos cambia la rapidez cuando cambia la [NO] pero se mantiene constante la [H2]? En los experimentos 1 y 2. Esta información se usa para calcular el orden de [NO]x

b) ¿En cuáles experimentos cambia la rapidez cuando se cambia la [H2] pero se mantiene constante la [NO]? En los experimentos 2 y 3. Esta información se usa para calcular el orden de [H2]y

Experimento

[NO] (M)

[H2] (M)

Rapidez (M/s)

1

5.0 x10-3

2.0 x10-3

1.3 x10-5

2

10.0 x10-3

2.0 x10-3

5.0 x10-5

3

10.0 x10-3

4.0 x10-3

10.0 x10-5

3. Determine el orden de reacción de cada