T4: Cinética química · Ecuación de velocidad — QUIMICA PEvAU Andalucía 2021

Ecuación de velocidad

Teoría

2021 · Extraordinaria · Reserva

La reacción $\ce{CO(g) + NO2(g) -> CO2(g) + NO(g)}$ tiene la siguiente ley de velocidad, obtenida experimentalmente: $v = k \cdot [\ce{NO2}]^2$ Justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) La velocidad de desaparición del

\ce{CO}

es igual a la velocidad de desaparición del

\ce{NO2}

b) La constante de velocidad no depende de la temperatura porque la reacción se produce en fase gaseosa.c) El orden total de la reacción es 1 porque la velocidad solo depende de la concentración de

\ce{NO2}

Ley de velocidadOrden de reacción

a) Verdadero. La velocidad de una reacción química, en función de la desaparición de los reactivos, se define como la variación de la concentración de la especie respecto al tiempo dividida por su respectivo coeficiente estequiométrico. Dada la reacción ajustada

\ce{CO(g) + NO2(g) -> CO2(g) + NO(g)}

, la relación entre las velocidades de desaparición es

v = - rac{\Delta[\ce{CO}]}{\Delta t} = - rac{\Delta[\ce{NO2}]}{\Delta t}

. Debido a que ambos reactivos poseen un coeficiente estequiométrico igual a 1, sus velocidades de desaparición son idénticas.b) Falso. La constante de velocidad

k

de cualquier reacción química depende de la temperatura según la ecuación de Arrhenius:

k = A \cdot e^{-E_a / (RT)}

, donde

E_a

es la energía de activación y

R

la constante de los gases ideales. Un incremento de la temperatura provoca un aumento de la energía cinética de las partículas, lo que incrementa la fracción de colisiones eficaces con energía igual o superior a la de activación, aumentando así el valor de

k

independientemente de que la fase sea gaseosa.c) Falso. El orden total de una reacción se calcula como la suma de los órdenes parciales (los exponentes de las concentraciones en la ley de velocidad). Según la ley de velocidad proporcionada,

v = k \cdot [\ce{NO2}]^2

, el orden parcial respecto al

\ce{NO2}

es 2 y el orden parcial respecto al

\ce{CO}

es 0. Por lo tanto, el orden total de la reacción es

2 + 0 = 2