T4: Cinética química · Velocidad de reacción — QUIMICA PEvAU Andalucía 2018

Velocidad de reacción

Teoría

2018 · Ordinaria · Suplente

La reacción $\ce{CO (g) + NO2 (g) -> CO2 (g) + NO (g)}$ tiene la siguiente ecuación de velocidad obtenida experimentalmente: $v = k [\ce{NO2}]^2$ . 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}

Cinética químicaOrden de reacción

a) Verdadero.

La velocidad de desaparición de un reactivo es proporcional al coeficiente estequiométrico de dicho reactivo en la ecuación ajustada. Para la reacción:

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

La velocidad de la reacción se puede expresar en términos de la desaparición de los reactivos o la aparición de los productos, dividiendo por sus respectivos coeficientes estequiométricos. Puesto que los coeficientes estequiométricos del $\ce{CO}$ y del $\ce{NO2}$ son ambos 1, sus velocidades de desaparición son iguales.

v = -\frac{d[\ce{CO}]}{dt} = -\frac{d[\ce{NO2}]}{dt}

b) Falso.

La constante de velocidad ( $k$ ) es un parámetro que depende de la temperatura para la gran mayoría de las reacciones químicas. Esta dependencia se describe mediante la ecuación de Arrhenius, que establece que la constante de velocidad aumenta con la temperatura. La fase en la que se produce la reacción (gaseosa, líquida, etc.) no anula esta dependencia térmica.

k = A e^{-E_a/RT}

Donde $A$ es el factor preexponencial, $E_a$ es la energía de activación, $R$ es la constante de los gases ideales y $T$ es la temperatura absoluta.

c) Falso.

El orden total de una reacción se calcula como la suma de los exponentes de las concentraciones de los reactivos en la ecuación de velocidad obtenida experimentalmente. La ecuación de velocidad dada es:

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

En esta ecuación, la concentración de $\ce{NO2}$ está elevada a la potencia 2, por lo que el orden respecto al $\ce{NO2}$ es 2. La concentración de $\ce{CO}$ no aparece en la ecuación de velocidad, lo que implica que el orden respecto al $\ce{CO}$ es 0. Por lo tanto, el orden total de la reacción es la suma de estos órdenes parciales: $2 + 0 = 2$ .