QuímicaFácilCuestión · 1,5 pts

Cinética química

Andalucía · 2024 · Reserva 1
Enunciado
Bloque B · B6. La reacción A+B→C\text{A} + \text{B} \rightarrow \text{C} es de orden cero con respecto a A, orden 2 con respecto a B y su constante de velocidad vale 0,027 mol−1L s−10{,}027\ \text{mol}^{-1}\text{L}\,\text{s}^{-1}. Responda a las siguientes preguntas, justificando la respuesta:

a) ¿Cuál es el orden total de la reacción?

b) ¿Cuál es la velocidad si las concentraciones iniciales de A y de B son 0,48 M0{,}48\ \text{M} y 0,35 M0{,}35\ \text{M}, respectivamente?

c) ¿Cómo se modifica la velocidad si la concentración inicial de A se reduce a la mitad?
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Resultado
  a) Orden total 2b) v=3,31⋅10−3 mol L−1s−1  \boxed{\;\textbf{a) Orden total } 2 \qquad \textbf{b) } v = 3{,}31\cdot 10^{-3}\ \text{mol}\,\text{L}^{-1}\text{s}^{-1}\;}  c) No cambia: el orden respecto de A es cero  \boxed{\;\textbf{c) No cambia: el orden respecto de A es cero}\;}
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Estrategia

Empieza escribiendo la ecuación de velocidad con los órdenes que da el enunciado, y fíjate en lo que significa un orden cero:v=k [A]0[B]2=k [B]2v = k\,[\text{A}]^0[\text{B}]^2 = k\,[\text{B}]^2Como [A]0=1[\text{A}]^0 = 1, la concentración de A desaparece de la ecuación: la velocidad no depende de ella en absoluto. Ése es el concepto que se evalúa, y de él salen directamente los apartados b) y c).

Las unidades de kk que da el enunciado son una comprobación: mol−1L s−1\text{mol}^{-1}\text{L}\,\text{s}^{-1} corresponde a orden total 2.
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Desarrollo

a) Orden total: 2.

Es la suma de los órdenes parciales:orden total=0+2=2\text{orden total} = 0 + 2 = \mathbf{2}Lo confirman las unidades de kk. Para orden total nn, las unidades son mol1−nLn−1s−1\text{mol}^{1-n}\text{L}^{n-1}\text{s}^{-1}; con n=2n = 2 queda mol−1L s−1\text{mol}^{-1}\text{L}\,\text{s}^{-1}, exactamente el dato del enunciado.

b) Velocidad con [A]=0,48[\text{A}] = 0{,}48 y [B]=0,35[\text{B}] = 0{,}35.

La concentración de A no interviene:v=k [B]2=0,027⋅(0,35)2=0,027⋅0,1225v = k\,[\text{B}]^2 = 0{,}027 \cdot (0{,}35)^2 = 0{,}027\cdot 0{,}1225v=3,31⋅10−3 mol L−1s−1v = \mathbf{3{,}31\cdot 10^{-3}\ mol\,L^{-1}s^{-1}}Comprobación de unidades: mol−1L s−1⋅(mol L−1)2=mol L−1s−1\text{mol}^{-1}\text{L}\,\text{s}^{-1} \cdot (\text{mol}\,\text{L}^{-1})^2 = \text{mol}\,\text{L}^{-1}\text{s}^{-1} ✓, que son unidades de velocidad.

c) No se modifica.

Al ser de orden cero respecto de A, la velocidad es independiente de [A][\text{A}]: da igual que se reduzca a la mitad, que se duplique o que se multiplique por diez.v=k [B]2no contiene [A]⟹v sigue valiendo 3,31⋅10−3 mol L−1s−1v = k\,[\text{B}]^2 \quad\text{no contiene } [\text{A}] \quad\Longrightarrow\quad v \text{ sigue valiendo } 3{,}31\cdot 10^{-3}\ \text{mol}\,\text{L}^{-1}\text{s}^{-1}Esto no es una rareza matemática: ocurre de verdad, por ejemplo, cuando el mecanismo tiene una etapa lenta en la que A no participa, o cuando A está adsorbido saturando un catalizador. En esos casos, añadir más A no acelera nada.

(Si en cambio se redujera a la mitad [B][\text{B}], la velocidad quedaría dividida por 22=42^2 = 4.)
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

El apartado b) está diseñado para pillar a quien multiplica por las dos concentraciones sin mirar los órdenes. El dato 0,48 M0{,}48\ \text{M} es irrelevante, y así hay que decirlo: es parte de la respuesta, no un descuido.

Aprovecha las unidades de kk como comprobación del orden total. Si te salieran unas unidades distintas de las del enunciado, sabrías que has sumado mal los exponentes.

Y en c) remata con el contraste: si el cambio fuera en [B][\text{B}], la velocidad se dividiría por 4. Esa comparación demuestra que entiendes qué significa cada orden parcial.
Paso 1 de 3
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