Como se explica en el texto Ley de la velocidad de las reacciones químicas., la ecuación utilizada para representar la ley de la velocidad de una reacción está dada por el producto de la constante característica de la reacción a una determinada temperatura y las concentraciones de los reactivos se elevan a sus respectivas exponentes: v = k. [LA]α. [B]β.
Vea un ejemplo:
2NO(gramo) → N2O2 (g)
La ecuación para la velocidad de esta reacción viene dada por: v = k. [EN EL]2.
¿Significa esto que en todos los casos el exponente de la concentración del reactivo será exactamente igual a su coeficiente en la reacción?
No hacer. Esto solo sucedió en este caso porque se trata de una reacción elemental, es decir, es una reacción que tiene lugar en un solo paso, sin compuestos intermedios. En los casos en que la reacción no sea elemental, los exponentes deben determinarse experimentalmente..Pero, ¿cómo se hace esto? ¿Y cómo es posible saber si la reacción es elemental o no?
Bueno, consideremos otra reacción:
CO + NO2 → CO2 + NO
Digamos que un científico realizó esta reacción varias veces, cambiando la concentración de los reactivos de diferentes formas, pero manteniendo la temperatura constante. Obtuvo los siguientes datos:
Tenga en cuenta que desde el primer al segundo paso, duplicó la concentración de CO, lo que no cambió la velocidad de reacción.
Por tanto, el exponente de esta sustancia es cero. Dado que cualquier número elevado a cero es igual a 1, el CO no participa en la ecuación de la velocidad de reacción.
Ahora, observe que desde el segundo experimento hasta el tercero, la concentración de NO se duplicó.2, lo que provocó que la velocidad de reacción se cuadriplicara.
Por tanto, el exponente de la concentración de esta sustancia en la ecuación de la velocidad de reacciones es igual a 2 (4/2).
De esta manera, averiguamos cuál es la ecuación para la velocidad de esta reacción: v = k. [EN EL2]2.
Tenga en cuenta que en este caso el exponente de la ecuación no era igual al coeficiente de la reacción. Por tanto, podemos concluir que esta reacción no es elemental. Después de verificar experimentalmente la ley de la velocidad, el científico debe sugerir un mecanismo que Explicó esta reacción, es decir, debe proponer un conjunto de pasos consistentes con los datos experimentales de este proceso.
Se propuso el siguiente mecanismo:
Etapa 1 (lenta): EN EL2 (g) + NO2 (g) → NO3 (g) + NO(gramo)
Paso 2 (rápido):EN EL3 (g) + CO(gramo) → CO2 (g) + NO2 (g)
Ecuación global:CO + NO2 → CO2 + NO
Vea que la ley de la velocidad experimental coincide con el paso más lento:
vglobal = vpaso lento
k. [EN EL2]2 = k. [EN EL2]. [EN EL2]
Esto nos muestra que, en cualquier mecanismo, la etapa que determina la tasa de desarrollo de una reacción siempre será la paso lento, es decir, la velocidad de desarrollo de la reacción global será proporcional solo a las concentraciones de los reactivos que participaron en el paso lento.
Es importante determinar correctamente estos exponentes porque son los que indicarán el orden de la reacción.
Por Jennifer Fogaça
Licenciada en Química
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/lei-velocidade-para-reacoes-nao-elementares.htm
