1.-Para la reacción elemental A(g) + 2 B(g) → 3 C(g):
a) Escriba la expresión de su ley de velocidad. ¿Cuál es el orden total de la reacción?
b) Indique razonadamente cuáles son las unidades de su constante de velocidad.
c) ¿Cómo afectará a la velocidad de reacción una disminución de temperatura a volumen
constante?
d) Si en un momento determinado se alcanzase el estado de equilibrio, indique cómo variarían las cantidades de
reactivo si aumentase la presión. ¿Y si se elimina C del medio de reacción?
Respuestas
Para la reacción elemental A(g) + 2 B(g) → 3 C(g):
a) Escriba la expresión de su ley de velocidad. ¿Cuál es el orden total de la reacción?
la velocidad de una reacción química es el producto de la constante cinética, K, y las concentraciones de los reactivos elevadas cada una a un exponente que se obtiene de forma experimental. Los exponentes obtenidos son x para el reactivo A y para el reactivo B, la expresión de la velocidad de la reacción es: v = K · [A]x · [B]y
Orden total de una reacción química: la suma de los exponentes a los que aparecen elevadas las concentraciones de los reactivos, x + y. El exponente al que se elevan las concentraciones de los reactivos son sus coeficientes en la ecuación de reacción, por lo que, la expresión de la velocidad es: V = K x [A] x [B]², siendo el orden total de la reacción 1 + 2 = 3.
b) Indique razonadamente cuáles son las unidades de su constante de velocidad.
Al despejar la constante de velocidad de la expresión de la velocidad de reacción, sus unidades son función de los exponentes de las concentraciones de los reactivos
K = V / [ A]ˣ [B] y. los coeficientes de x e y son los coeficientes de los reactivos en la ecuación química, las unidades de K son:
K = moles x L⁻¹ x s⁻¹ / moles L-1 moles² x L² = moles ⁻² x L² x s⁻¹
c) ¿Cómo afectará a la velocidad de reacción una disminución de temperatura a volumen constante?
La velocidad de reacción es función de la constante de velocidad, y es proporcional a la temperatura, según la ecuación de Arrhenius, donde K = A x e-Ea/R x T. Si disminuye T, disminuye el exponente -Ea/R x T disminuye la potencia e-Ea/R x T y disminuye K, y la velocidad de reacción disminuye.
d) Si en un momento determinado se alcanzase el estado de equilibrio, indique cómo variarían las cantidades de reactivo si aumentase la presión. ¿Y si se elimina C del medio de reacción?
Si aumenta la presión disminuye el volumen según la ley de Boyle-Mariotte, P · V = P´· V´, y ante la disminución de capacidad del reactor, el sistema reacciona desplazando el equilibrio en el sentido en el que aparece un menor número de moles, menor cantidad de materia, pero al ser el número de moles idénticos en ambos miembros, el equilibrio alcanzado no se ve alterado. Al retirar C (g) disminuye su concentración y en consecuencia su número de moléculas por unidad de volumen, restableciendo el sistema el equilibrio haciendo reaccionar moléculas de A (g) y B (g) para producir la sustancia retirada, es decir, el equilibrio se desplazaría hacia la formación de productos, hacia la derecha, aumentando la producción de C.