velocidad

CINÉTICA DE HIDRÓLISIS DEL ACETATO DE METILO
Eva Mª Talavera Rodríguez y Francisco A. Ocaña Lara
OBJETIVOS
1.- Estudiar la cinética de la reacción de hidrólisis ácida del acetato de metilo en
disolución determinando la constante de velocidad de la reacción.
2.- Analizar el efecto de la temperatura y determinar los parámetros de la ecuación
de Arrhenius: energía de activación y factor defrecuencia.
FUNDAMENTO TEÓRICO
La cinética química constituye aquella parte de la Fisicoquímica que se ocupa del
estudio de la velocidad con que transcurren las reacciones químicas, así como de los
factores que influyen sobre las mismas. De entre estos factores, los más interesantes son la
concentración y la temperatura.
Velocidad de reacción.- Se define como la variación de la concentración dereactivos o
productos que toman parte en la reacción, con el tiempo. En una reacción del tipo:
aA + bB →
(Reactivos)

cC + dD
(Productos)

La velocidad de reacción se puede expresar, indistintamente, como “velocidad de
desaparición de uno de los reactivos” o “velocidad de formación de uno de los
productos”, por:
-

d [A ]
;
dt

-

d [B ]
;
dt

d [C ]
;
dt

d [D ]
dtEl signo negativo indica que la concentración de los reactivos disminuye con el
tiempo. Para que la velocidad de reacción sea independiente del componente usado para
definirla, se debe tener en cuenta su coeficiente estequiométrico. De esta manera, es
posible definir una única velocidad de reacción, teniendo en cuenta la estequiometría de
la reacción, por:
v= -

1 d[A ]
1 d[B ]
1 d[C ]1 d[D ]
= =
=
a dt
b dt
c dt
d dt

(1)

Orden de reacción.- En algunas reacciones la velocidad resulta proporcional a las
concentraciones de los reactivos elevadas a una potencia. Así, si la velocidad es
directamente proporcional a la primera potencia de la concentración de un solo reactivo, se
dice que la reacción es de primer orden. El término segundo orden se aplica a dos tipos dereacciones, aquellas cuya velocidad es proporcional al cuadrado de una sola concentración
y a aquellas otras cuya velocidad es proporcional al producto de la primera potencia de dos

concentraciones de diferentes reactivos. Se conocen también reacciones de órdenes
superiores.
Esta situación se generaliza como sigue: si la velocidad de una reacción es
proporcional a la potencia α de laconcentración de un reactivo A, a la potencia β de la
concentración de un reactivo B, etc.:
v = k [A]α[B]β[C]γ...

(2)

se denomina orden de la reacción a la suma de exponentes α+β+γ+... El orden de una
reacción tiene, por lo tanto, un sentido eminentemente práctico.
Constante de velocidad o velocidad específica.- Se denomina así a la constante de
proporcionalidad k puesta en juego en larelación anterior. Es característica de la reacción
a la temperatura del medio reaccionante y resulta numéricamente igual a la velocidad de
reacción cuando las concentraciones de los reactivos son todas la unidad. Sus unidades se
deducen de la ecuación cinética y varían con el orden de reacción.
Medida de las velocidades de reacción
Para medir la velocidad de reacción, es necesario determinar laconcentración de un
reactivo o de un producto en función del tiempo y mantener la reacción a temperatura
constante.
Reacciones de orden 1
Supóngase la reacción siguiente:
A→P
Si se designa por a0 a la concentración de reactivo inicial y como a la
concentración a cualquier tiempo t de reacción, la ecuación diferencial de velocidad,
considerando que la reacción es de primer orden, se puedeexpresar por:
−

da
= k a1
dt

(3)

Separando variables e integrando, esta expresión entre los límites a0 y a, para
t=0 y t respectivamente, se obtiene:
ln a = ln a 0 − k t
(4)
o lo que es lo mismo:
ln

a
= −k t
a0

(5)

Esta ecuación se puede expresar en función de la concentración de producto x,
2

adoptando la forma:

ln

a0 − x
= −k t
a0

ln (a 0 - x ) = ln a...