QuímicaMedioCuestión · 1,5 pts
Cinética química
Andalucía · 2018 · Reserva 3 · Opción B
Enunciado
Opción B · Cuestión 4. La reacción tiene la siguiente ecuación de velocidad obtenida experimentalmente: . Justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) La velocidad de desaparición del es igual a la velocidad de desaparición del .
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 .
a) La velocidad de desaparición del es igual a la velocidad de desaparición del .
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 .
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Resultado
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1
Estrategia
Hay que distinguir dos cosas que se confunden constantemente:
Y para b), recuerda la ecuación de Arrhenius, válida en cualquier fase.
- La estequiometría, que relaciona las velocidades de desaparición y formación de cada especie (apartado a).
- La ecuación de velocidad, que es experimental y dice de qué concentraciones depende (apartado c).
Y para b), recuerda la ecuación de Arrhenius, válida en cualquier fase.
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Desarrollo
a) Verdadera.
Todos los coeficientes estequiométricos de la reacción son 1, así que por cada mol de que desaparece desaparece exactamente un mol de :Es un resultado que depende solo de la estequiometría, no de la ecuación de velocidad. Que el no aparezca en la expresión de significa que su concentración no influye en la rapidez del proceso, pero no que se consuma a distinto ritmo: cuando la reacción avanza, los dos reactivos se gastan a la par.
b) Falsa.
La constante de velocidad siempre depende de la temperatura, en cualquier fase, según la ecuación de Arrhenius:Al aumentar , el exponente se hace menos negativo y crece exponencialmente, porque una fracción mayor de choques alcanza la energía de activación. De hecho, solo depende de la temperatura (y del catalizador, que modifica ): ni la concentración ni la presión la alteran.
La justificación de la afirmación es además absurda: la fase gaseosa no exime a ninguna reacción de la dependencia térmica; al contrario, en gases el efecto suele ser muy marcado.
c) Falsa.
El orden total es la suma de los exponentes de la ecuación de velocidad:La reacción es de segundo orden respecto al y de orden cero respecto al , con un orden total de 2, no de 1.
El razonamiento de la afirmación confunde «depender de un solo reactivo» con «ser de primer orden». Lo que fija el orden es el exponente, no el número de especies que aparecen. Un orden cero para el suele significar que ese reactivo no interviene en la etapa lenta del mecanismo.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)Todos los coeficientes estequiométricos de la reacción son 1, así que por cada mol de que desaparece desaparece exactamente un mol de :Es un resultado que depende solo de la estequiometría, no de la ecuación de velocidad. Que el no aparezca en la expresión de significa que su concentración no influye en la rapidez del proceso, pero no que se consuma a distinto ritmo: cuando la reacción avanza, los dos reactivos se gastan a la par.
b) Falsa.
La constante de velocidad siempre depende de la temperatura, en cualquier fase, según la ecuación de Arrhenius:Al aumentar , el exponente se hace menos negativo y crece exponencialmente, porque una fracción mayor de choques alcanza la energía de activación. De hecho, solo depende de la temperatura (y del catalizador, que modifica ): ni la concentración ni la presión la alteran.
La justificación de la afirmación es además absurda: la fase gaseosa no exime a ninguna reacción de la dependencia térmica; al contrario, en gases el efecto suele ser muy marcado.
c) Falsa.
El orden total es la suma de los exponentes de la ecuación de velocidad:La reacción es de segundo orden respecto al y de orden cero respecto al , con un orden total de 2, no de 1.
El razonamiento de la afirmación confunde «depender de un solo reactivo» con «ser de primer orden». Lo que fija el orden es el exponente, no el número de especies que aparecen. Un orden cero para el suele significar que ese reactivo no interviene en la etapa lenta del mecanismo.
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Consejo
La confusión que persigue esta cuestión es entre estequiometría y cinética. La primera relaciona cuánto se consume de cada especie; la segunda, de qué depende la velocidad. Son independientes: aquí el desaparece al mismo ritmo que el aunque no influya en .
El orden total es siempre la suma de los exponentes, incluidos los ceros. Y esos exponentes son experimentales: no se leen de la ecuación ajustada.
Y ten claro de qué depende : solo de la temperatura (y del catalizador). No de las concentraciones, ni del volumen, ni de la fase. Es la afirmación más repetida en los exámenes de cinética.
Paso 1 de 3
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