cinética resueltos

7 Cinética química
Actividades del interior de la unidad
1. Indica la diferencia entre velocidad de reacción media y velocidad de reacción instantánea.
La velocidad de reacción media es el cociente entre la concentración de las sustancias que han reacciopo en un instante dado.
2. Si la velocidad de descomposición del HI es 0,025 mol · L–1 · s–1, ¿cuál será la
velocidad de formación del H2?¿Y e forma 1/2 mol de H2 y 1/2 mol de I2. La
velocidad de formación de ambos productos será de 0,0125 mol · L–1 · s–1.
3. Para el ejercicio resuelto 2, calcula:
a) La velocidad media de la reacción referida al reactivo A.

8

b) La velocidad media de la reacción cada 2 s (0
2, 2
tante la velocidad media de la reacción? ¿Por qué?

8 4, etc.). ¿Es cons-

0,41 – 2,00
1 ∆[A]
1
a) t (0 810) s : vmedia ϭ Ϫᎏᎏ · ᎏᎏ ϭ ᎏᎏ Ò
ϭ 0,079 M · sϪ1
10 s – 0 s
2
∆t
2
0,41 – 0,59
1 ∆[A]
1
t (6 8 10) s : vmedia ϭ Ϫᎏᎏ · ᎏᎏ ϭ Ϫᎏᎏ Ò
ϭ 0,023 M · sϪ1
10 – 6
2
∆t
2
1,05 – 2,00
1 ∆[A]
1
b) t (0 8 2) s : vmedia ϭ Ϫᎏᎏ · ᎏᎏ ϭ Ϫᎏᎏ Ò
ϭ 0,237 M · sϪ1
2
2
∆t
2
0,75 – 1,05
1 ∆[A]
1
t (2 8 4) s : vmedia ϭ Ϫᎏᎏ · ᎏᎏ ϭ Ϫᎏᎏ Ò
ϭ 0,075 M · sϪ1
2
2
∆t
2
0,59 – 0,75
1 ∆[A]
1
t (4 8 6)s : vmedia ϭ Ϫᎏᎏ · ᎏᎏ ϭ Ϫᎏᎏ Ò
ϭ 0,040 M · sϪ1
2
2
∆t
2
0,48 – 0,59
1 ∆[A]
1
t (6 8 8) s : vmedia ϭ Ϫᎏᎏ · ᎏᎏ ϭ Ϫᎏᎏ Ò
ϭ 0,028 M · sϪ1
2
2
∆t
2
0,41 – 0,48
1 ∆[A]
1
t (8 8 10) s : vmedia ϭ Ϫᎏᎏ · ᎏᎏ ϭ Ϫᎏᎏ Ò
ϭ 0,018 M · sϪ1
2
2
∆t
2
100

Unidad 7. Cinética química

La velocidad media de la reacción no es constante. Matemáticamente, la velocidad media es el promedio de lavelocidad instantánea en los dos extremos del intervalo de tiempo elegido. La velocidad instantánea (pendiente de la curva de
concentración frente al tiempo) va cambiando a lo largo de la reacción, por lo
que también va cambiando el promedio.
4. En la reacción:
A

12B1C

Æ

5

R

1S

la ecuación cinética toma la expresión: v k · [A]2 · [B]2. Indica los órdenes
parciales, el ordentotal de reacción y obtén las unidades de la constante cinética.
El orden parcial de A es α ϭ 2; el de B es β ϭ 2, y el de C, γ ϭ 0. El orden total es
2 ϩ 2 ϩ 0 ϭ 4. En este caso, las unidades de la constante cinética son: MϪ3 · tϪ1 o
molϪ3 · L3 · tϪ1.
5. La ecuación cinética del proceso químico:
H2O2

5

1 3 I2 1 2 H1

Æ

I32

12H O
2

en disolución acuosa es v k · [H2O2] · [I2].Determina el valor de k sabiendo
que vinicial 1,15 · 1026 M · s21 cuando [H2O2]inicial 0,01 mol · L 21 y [I2]inicial
0,01 mol · L21.

5

5

5

5

v

kϭ

vinicial
; por tanto, k ϭ ᎏᎏᎏ
;
[H2O2] · [I ]
[H2O2]inicial · [IϪ]inicial
Ϫ

1,15 · 10Ϫ6 M · sϪ1
k ϭ ᎏᎏᎏ ; k ϭ 1,15 · 10Ϫ2 MϪ1 · sϪ1
0,010 M × 0,010 M
6. La descomposición de la sustancia A sigue una cinética de segundoorden, cuya constante vale k 0,82 mol21 · L · s21. Si [A]0 0,5 mol/L, obtén [A] cuando
hayan transcurrido 3 s.

5

5

El proceso es A → productos y v ϭ k · [A]2. La integración de la ecuación de velo[A]0
d [A]
cidad Ϫᎏᎏ ϭ k · [A]2 resulta [A] ϭ
. Sustituyendo datos, queda:
1 ϩ [A]0 · k · t
dt
0,5 mol · LϪ1
[A] ϭ ᎏᎏᎏᎏᎏ
; [A] ϭ 0,224 mol · LϪ1
Ϫ1
1 ϩ 0,5 mol · L × 0,82 molϪ1 · L ·sϪ1 × 3 s
7. Indica la molecularidad de cada una de las etapas elementales del mecanismo
de reacción propuesto en el ejercicio resuelto 4. ¿Hay algún intermedio de
reacción en dicho mecanismo?
En la primera etapa, la molecularidad es 1 para el proceso directo, y 2 para el proceso inverso. En la segunda etapa, la molecularidad es 3.
Los átomos de yodo, I, son un intermedio de reacción.
Unidad7. Cinética química

101

8. Una reacción puede evolucionar por distintos caminos según:
k1

ææÆ

B

k2

A æææææÆ C
k3

ææÆ

D

Sabiendo que k3 >>> k2 > k1, justifica el producto de reacción.
La velocidad de formación del producto D es mucho mayor que la de los otros productos. Por tanto, el producto mayoritario de la reacción será D.
9. Para la reacción A

12B

Æ...