Cómo calcular la velocidad inicial de reacción

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Actualizado el 01 de marzo de 2020

por Lan Luo

Revisado por: Lana Bandoim, BS

La cinética es la rama de la química física que estudia la velocidad de las reacciones químicas. Por el contrario, la termodinámica nos dice qué dirección de la reacción se favorece, sin revelar su velocidad de reacción. Algunas reacciones pueden verse termodinámicamente favorecidas pero cinéticamente desfavorecidas.

Por ejemplo, en la conversión de diamante a grafito, el grafito tiene una energía libre más baja que el diamante, por lo que la conversión se favorece termodinámicamente. Sin embargo, existe una gran barrera de activación para que el diamante se rompa y reforme todos los enlaces a la configuración de grafito más estable, por lo que esta reacción es cinéticamente desfavorable y en realidad no ocurrirá.

Tasa de reacción

los tasa de reacción es una medida de qué tan rápido se forman los productos y se consumen los reactivos, por lo que puede determinarlo midiendo el cambio en la concentración de productos o reactivos, durante un período de tiempo. Considere una reacción química general:

aA + bB ———————–> cC + dD

La velocidad de reacción se puede escribir como:

Tasa de reacción

••• Modificado de

Por ejemplo, la velocidad de reacción de:

2 NO(g) + 2 H2 (g) ———————> N2(g) + 2H2O(g)

Velocidad de reacción-ejemplo

••• Adaptado de

Para determinar la velocidad de esta reacción por experimento, puede medir la concentración de H2 en diferentes momentos de la reacción, y grafíquela contra el tiempo de la siguiente manera:

Tabla 1: Concentración de H2 versus tiempo

••• Modificado de

Gráfico 1: Concentración de H2 versus tiempo

••• Modificado de

los velocidad media de reacción es una aproximación de la velocidad de reacción en un intervalo de tiempo y se puede denotar por:

Velocidad media de reacción

••• Modificado de

los velocidad de reacción instantánea se define como la velocidad de reacción en algún instante de tiempo. Es una tasa diferencial y puede ser expresada por:

Velocidad instantánea de reacción

••• Modificado de

Donde D[H2]/dt es la pendiente de la curva de concentración de H2 contra el tiempo en el tiempo t.

los velocidad inicial de reacción es la velocidad instantánea al comienzo de la reacción, cuando t = 0. En este caso, la unidad para la velocidad de reacción promedio, instantánea e inicial es M/s.

Ley de tasa

En la mayoría de los casos, la velocidad de reacción depende de la concentración de los diversos reactivos en el tiempo t. Por ejemplo, en una concentración más alta de todos los reactivos, los reactivos chocan con más frecuencia y dan como resultado una reacción más rápida. La relación entre la velocidad de reacción ν

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