Cinetica Reaccion Bromo-Hidrogeno

Este ensayo tiene como objetivo la indagación en el mecanismo de reacción de hidrogeno y bromo gaseoso para respaldar la ecuación cinética de aparición de acido bromhídrico.
En 1906 losfisicoquímicos M. Bodenstein y S. Lind establecieron empíricamente que la ley cinética que rige la aparición de acido bromhídrico es:
d[HBr]dt=kH2Br20.51+mHBrBr2 ; Donde k y m son constantes
No fue hasta 1919cuando J. Christiansen, k. Herzfeld y M. Polanyi propusieron correctamente el mecanismo correcto el cual consta de 5 reacciones:
a)Br2k12Br, b)Br+H2k2HBr+H,c)H+Br2k3HBr+Br, d)H+HBrk4H2+Br,e)2Brk5Br2La velocidad de formación del HBr esta definida por las ecuaciones b, c y d, por ende:
d[HBr]dt=k2BrH2+k3HBr2-k4HHBr (2)
Como las concentraciones de los átomos son muy pequeñas se supone unestado estacionario en el cual estos se consumen a la misma velocidad a la que se forman por lo tanto las velocidades de formación de los átomos de hidrogeno y bromo son:d[Br]dt=2k1Br2-k2BrH2+k3HBr2-k4HHBr-2k5Br22 (3)
d[H]dt=k2BrH2-k3HBr2-k4HHBr (4)
Con la suposición de estacionalidad, es decir d[Br]dt=0 y d[H]dt=0, posteriormente sumando ambas ecuaciones se tiene que
0=2k1Br2-2K5Br2 Lacual da como resultado Br=k1k50.5Br20.5 (5)
Sustituyendo la ecuación 5 en la ecuación 4 y despejando el [H] se tiene:
H=k1k50.5H2Br20.5k3HBr2+k4HHBr (6)
Usando estos valores para [Br] y[H] en la ecuación 2, después de agrupar los términos y dividir numerador y el denominador por k3Br2, obtenemos
d[HBr]dt=2k2k1k50.5H2Br20.51+k4HBrk3Br2
Esta ecuación tiene la misma forma de laecuación empírica de Bodenstein y Lind por lo tanto confirmamos que la reacción es una de tipo cadena y no una bimolecular simple, en la cual existen la etapa de iniciación(a), propagación (b y c) y término(e). La etapa inusual es la reacción (d) en la que el producto de la reacción global HBr es atacado por un radical libre, este paso en la cadena produce que aparezca el término HBrBr2 en el...