T4: Cinética química · Ecuación de velocidad — QUIMICA PEvAU Andalucía 2023

T4: Cinética química

Ecuación de velocidad

Problema

2023 · Ordinaria · Reserva

La reacción $\ce{X + 2Y -> M}$ , es de orden dos respecto a $Y$ , de orden cero respecto a $X$ y su constante de velocidad es $0,053 \text{ mol}^{-1} \cdot \text{L} \cdot \text{s}^{-1}$ .Justifique:

a) ¿Cuál es el orden total de la reacción?b) ¿Cuál es la velocidad si las concentraciones iniciales de

X

y de

Y

son

0,4 \text{ M}

0,5 \text{ M}

, respectivamente?c) ¿Cómo se modificaría la velocidad si la concentración inicial de

X

se redujera a la mitad?

Orden de reacciónConstante de velocidad

Cinética de la reacción química

A partir de los órdenes parciales proporcionados para los reactivos $\ce{X}$ e $\ce{Y}$ , se establece la ley diferencial de velocidad para la reacción $\ce{X + 2Y -> M}$ :

v = k [\ce{X}]^0 [\ce{Y}]^2 = k [\ce{Y}]^2

a) El orden total de la reacción (

n

) se obtiene mediante la suma de los órdenes parciales de los reactivos involucrados en la ley de velocidad.

n = 0 + 2 = 2

b) Para calcular la velocidad de la reacción con las concentraciones iniciales dadas, se sustituyen los valores de la constante

k

y de la concentración de

\ce{Y}

en la expresión de velocidad, dado que el orden cero respecto a

\ce{X}

hace que su concentración no afecte a la velocidad.

v = 0,053 \text{ mol}^{-1} \cdot \text{L} \cdot \text{s}^{-1} \cdot (0,5 \text{ mol} \cdot \text{L}^{-1})^2

v = 0,01325 \text{ mol} \cdot \text{L}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}

c) Puesto que el orden de reacción respecto al reactivo

\ce{X}

es cero, la velocidad es independiente de la concentración de este reactivo.

En consecuencia, si la concentración inicial de $\ce{X}$ se reduce a la mitad, la velocidad de la reacción no experimentará ningún cambio y se mantendrá constante en el valor calculado de $0,01325 \text{ mol} \cdot \text{L}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}$ .