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T4: Cinética química
Ecuación de velocidad
Problema
2018 · Ordinaria · Reserva
3A
Examen

Experimentalmente se halla que la reacción A→B+C\ce{A -> B + C}, en fase gaseosa, es de orden 2 respecto de A.

a) Escriba la ecuación de velocidad.b) Explique cómo variará la velocidad de reacción si el volumen disminuye a la mitad.c) Calcule la velocidad cuando [A]=0,3 M[\ce{A}]=0,3 \text{ M}, si la constante de velocidad es k=0,36 L⋅mol−1⋅s−1k=0,36 \text{ L} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}
Orden de reacciónConstante de velocidad
a) La ecuación de velocidad para una reacción de orden 2 respecto a A\ce{A} es:
v=k[A]2v = k[\ce{A}]^2
b) Si el volumen disminuye a la mitad, la concentración de A\ce{A} se duplica (asumiendo que el número de moles de A\ce{A} no cambia). Como la reacción es de orden 2 respecto a A\ce{A}, la velocidad de reacción es directamente proporcional al cuadrado de la concentración de A\ce{A}. Si la concentración de A\ce{A} se duplica (2[A]2[\ce{A}]), la nueva velocidad v′v' será:
v′=k(2[A])2=k⋅4[A]2=4vv' = k(2[\ce{A}])^2 = k \cdot 4[\ce{A}]^2 = 4v

Por lo tanto, la velocidad de reacción aumentará en un factor de 4.

c) Para calcular la velocidad, se utiliza la ecuación de velocidad obtenida en el apartado a) y se sustituyen los valores dados:
v=k[A]2v = k[\ce{A}]^2
v=(0,36 L⋅mol−1⋅s−1)(0,3 M)2v = (0,36 \text{ L} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{s}^{-1})(0,3 \text{ M})^2
v=(0,36 L⋅mol−1⋅s−1)(0,09 mol2⋅L−2)v = (0,36 \text{ L} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{s}^{-1})(0,09 \text{ mol}^2 \cdot \text{L}^{-2})
v=0,0324 mol⋅L−1⋅s−1v = 0,0324 \text{ mol} \cdot \text{L}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}