La cinética, o tasas de reacciones químicas, representan uno de los temas más complejos que enfrentan los estudiantes de química de preparatoria y universidad. La velocidad de una reacción química describe cómo las concentraciones de productos y reactivos cambian con el tiempo. a medida que avanza una reacción, la velocidad tiende a disminuir debido a que la posibilidad de una colisión entre los reactivos disminuye progresivamente. por lo tanto, los químicos tienden a describir las reacciones según su velocidad "inicial", que se refiere a la velocidad de reacción durante los primeros segundos o minutos.
En general, los químicos representan reacciones químicas en forma.
aa + bb ---> cd + dd,
donde a y b representan reactivos, c y d representan productos, y a, b, cyd representan sus respectivos coeficientes en la ecuación química balanceada. La ecuación de velocidad para esta reacción es entonces
tasa = (-1 a) d [a] ÷ dt = (-1 ÷ b) d [b] ÷ dt = (1 ÷ c) d [c] ÷ dt = (1 ÷ d) d [d] dt
donde los corchetes denotan la concentración del reactivo o producto; a, b, cyd representan los coeficientes de las ecuaciones químicas balanceadas; y t representa el tiempo.
Escribe una ecuación química balanceada para la reacción bajo investigación. Como ejemplo, considere la reacción del peróxido de hidrógeno, H2O2, que se descompone en agua, H2O y oxígeno, O2:
h2o2 (2) ---> h2o (2) + o2.
Las reacciones "balanceadas" contienen el mismo número de cada tipo de átomo en los lados izquierdo y derecho de la flecha. en este caso, ambos lados contienen cuatro átomos de hidrógeno y dos átomos de oxígeno.
construya la ecuación de velocidad basada en la ecuación dada en la introducción. continuando el ejemplo del paso 1:
tasa = - (1 ÷ 2) d [h2o2] ÷ dt = (1 ÷ 2) d [h2o] ÷ dt = (1 ÷ 1) d [o2] ÷ dt.
Sustituya los datos de concentración y tiempo en la ecuación del paso 2 según la información disponible en el problema u obtenida durante un experimento. por ejemplo, para la reacción descrita anteriormente, suponga que se obtuvieron los siguientes datos:
hora (s), [h2o2] (m) 0, 0.250 10, 0.226
estos datos indican que después de 10 segundos, la concentración de peróxido de hidrógeno disminuyó de 0.250 moles por litro a 0.226 moles por litro. la ecuación de velocidad se convierte entonces
tasa = - (1 ÷ 2) d [h2o2] ÷ dt = - (1 ÷ 2) (0.226 - 0.250) ÷ 10 = 0.0012 m / s.
este valor representa la velocidad inicial de la reacción.