T4: Cinética química · Cinética química — QUIMICA PEvAU Andalucía 2022

T4: Cinética química

Cinética química

Cuestión

2022 · Ordinaria · Titular

La reacción $\ce{A + B -> C + D}$ es de primer orden con respecto a A y de segundo orden con respecto a B.

a) Escriba la ecuación de velocidad de dicha reacción.b) Determine el orden total de la reacción.c) Deduzca las unidades de la constante de velocidad.

CinéticaEcuación de velocidadOrden de reacción

a) Escriba la ecuación de velocidad de dicha reacción.

La ecuación de velocidad para una reacción química relaciona la velocidad de reacción con las concentraciones de los reactivos elevadas a sus respectivos órdenes parciales de reacción. Dado que la reacción es de primer orden respecto a $\ce{A}$ y de segundo orden respecto a $\ce{B}$ , la expresión es la siguiente:

v = k [A]^1 [B]^2

b) Determine el orden total de la reacción.

El orden total de la reacción se calcula sumando los órdenes parciales correspondientes a cada uno de los reactivos que aparecen en la ecuación de velocidad:

n = 1 + 2 = 3

c) Deduzca las unidades de la constante de velocidad.

Para obtener las unidades de la constante $k$ , se despeja dicha magnitud de la ecuación de velocidad y se sustituyen las unidades correspondientes a la velocidad ( $v$ ) en $\text{mol} \cdot \text{L}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}$ y a las concentraciones en $\text{mol} \cdot \text{L}^{-1}$ :

k = \frac{v}{[A] [B]^2}

Sustituyendo las unidades en la expresión anterior:

\text{unidades de } k = \frac{\text{mol} \cdot \text{L}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}}{(\text{mol} \cdot \text{L}^{-1}) \cdot (\text{mol} \cdot \text{L}^{-1})^2} = \frac{\text{mol} \cdot \text{L}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}}{\text{mol}^3 \cdot \text{L}^{-3}}

Simplificando las unidades, se obtiene el resultado final para una reacción de tercer orden:

\text{unidades de } k = \text{L}^2 \cdot \text{mol}^{-2} \cdot \text{s}^{-1}