Cuestiones de exámenes de Cinética | Tema 6. Reacciones en disolución

2023

Considérense las siguientes reacciones elementales en medio acuoso de fuerza iónica 0,001:

1) CH₃Br + OH^– → CH₃OH + Br^–
2) ClCH₂COO^– + OH^– → HOCH₂COO^– + Cl^–
3) [Co(NH₃)₅Br]²⁺ + NO₂^– →[Co(NH₃)₅NO₂]²⁺ + Br^–

¿Qué sucederá teóricamente con el valor de k de cada una de las tres reacciones si se disminuye la fuerza iónica?

(A). En las reacciones 1 y 2, k aumentará; en la 3, k disminuirá.
(B). En la reacción 1, k no variará; en la 2, disminuirá; en la 3, aumentará.
(C). No variará en ninguna porque las cargas están equilibradas.
(D). En la reacción 1, k no variará; en la 2 y en la 3, aumentará, pero más en la 3.

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Considérese la reacción elemental en disolución acuosa entre cierto catión C⁺ y cierto anión A^–. Una expresión que da cuenta aproximada del efecto iónico salino para fuerza iónica hasta 0,01 es esta:

donde k^∞ es la constante de velocidad a dilución infinita y A vale 1,02. Para la reacción mencionada se ha averiguado que la constante de velocidad cuando la fuerza iónica es 0,001 vale (en sus unidades correspondientes) k = 1,2·10⁶, cantidad que baja a k = 5,7·10³ para otro valor de la fuerza iónica. ¿Se podría calcular este otro valor con exactitud?

(A). Sí: 0,00475.
(B). Sí: 5,333.
(C). No, porque se desconoce k^∞.
(D). No, porque la fórmula dada no sería aplicable.

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La siguiente ecuación predice el valor de la constante cinética k_D de la reacción elemental controlada por difusión B + C → Productos (siendo B y C no iónicos):

k_D = 4π N_A (r_B + r_C) (D_B + D_C).

En el caso de que reaccionen moléculas idénticas, el resultado obtenido hay que multiplicarlo por ½. Teniendo todo eso en cuenta, ¿cuál sería el coeficiente de velocidad para la reacción I + I → I₂ en CCl₄ a 25 ^oC sabiendo que el coeficiente de difusión de I en ese disolvente y a esa temperatura es 4,2·10^–5 cm² s^–1 y que el radio de I es aproximadamente 2 Å?

(A). 1,27·10⁷ m³ mol^–1 s^–1
(B). 2,5·10¹⁰ dm³ mol^–1 s
(C). 1,27·10²¹ m³ s^–1.
(D). El valor que se obtiene es muy diferente a los otros.

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2022

Considérense los siguientes fenómenos: (1) efecto isotópico; (2) efecto cinético salino; (3) control de las reacciones por difusión. ¿Cuáles de ellos son explicados por la teoría del estado de transición?

(A). Solo el 1 y el 2
(B). Solo el 2 y el 3
(C). Solo el 1 y el 3
(D). Los tres

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La fotolisis de la molécula H₃C–N=N–C₂H₅ consiste en la ruptura de los enlaces simples que se han dibujado. Según eso, además de N₂, ¿qué productos se obtendrían mayoritariamente cuando la reacción se realiza en fase gaseosa y cuando se realiza en disolución en un disolvente inerte?

(A). Tanto en fase gaseosa como en disolución se obtienen etano, propano y butano.
(B). En fase gaseosa se obtienen etano, propano y butano; en disolución solo propano.
(C). En fase gaseosa se obtienen solo radicales ·CH₃; en disolución solo radicales ·C₂H₅.
(D). Tanto en fase gaseosa como en disolución solo se obtiene propano.

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En una reacción entre B y D en la que hay que tener en cuenta el efecto iónico salino, para ciertas condiciones (p, T…) y fuerza iónica 10^–3 (en unidades arbitrarias) la relación entre la constante de velocidad en esas condiciones y la constante de velocidad en el límite de dilución infinita vale 1,15. ¿Se podría calcular el valor de dicha relación si la fuerza iónica fuese 10^–2 y las demás condiciones se mantuvieran?

(A). Sí, en torno a 0,115.
(B). Sí, en torno a 1,49.
(C). Sí, en torno 11,5.
(D). No; faltaría el valor de cierto parámetro.

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2021

Para las reacciones entre dos reactivos A y B en disolución se acepta, en general, este mecanismo:

del cual se deduce esta expresión de la ley de velocidad:

siendo

Según eso, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera?

(A). Las reacciones controladas por difusión son más probables en fases condensadas que en fase gaseosa.
(B). Si la reacción está controlada químicamente no habrá que tener en cuenta la constante del equilibrio de difusión.
(C). Si la energía de activación es muy alta se cumple  .
(D). Si la reacción está controlada por difusión se cumple  , siendo K la contante del equilibrio .

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¿Cómo afecta la presión a la constante de velocidad en las reacciones en disolución?

(A). p aumenta k siempre
(B). p disminuye k siempre
(C). p no afecta a k nunca
(D). Depende del volumen de activación

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Según la teoría del estado de transición, en las reacciones en disolución la variación de la constante cinética con la presión viene dada por:

expresión en la que ΔV^# es el llamado volumen de activación, que puede ser positivo, negativo o nulo. ¿Cómo afecta la presión al coeficiente de velocidad?

(A). El aumento de la presión hace que k aumente en todos los casos.
(B). El aumento de la presión hace que k disminuya en todos los casos.
(C). La presión no afecta a k en ningún caso.
(D). Depende del volumen de activación.

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2020

La ley límite de Debye–Hückel se expresa matemáticamente así:

¿Qué es A_DH?

(A). Una constante que depende de la temperatura
(B). La sección eficaz de colisión de las moléculas A
(C). El factor preexponencial de Arrhenius
(D). El factor preexponencial de la teoría de colisiones

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Muchas reacciones en disolución responden al siguiente mecanismo:

Consiste en que las moléculas de reactivos forman pares que, a su vez, se pueden separar o bien formar productos. Si la velocidad de separación de las moléculas del par es mucho menor que la de formación de los productos, entonces la constante global del proceso es aproximadamente igual a…

(A). k_D
(B). k_–D
(C). k_r
(D). 1

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Supóngase una reacción en disolución acuosa entre dos reactivos, uno de ellos iónico y el otro eléctricamente neutro. En ese caso, la constante de velocidad, teóricamente…

(A). aumenta con la carga (positiva o negativa) del reactivo iónico.
(B). aumenta con la carga si el reactivo iónico es un catión y disminuye si es un anión.
(C). aumenta con la carga si el reactivo iónico es un anión y disminuye si es un catión.
(D). es independiente de la fuerza iónica.

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2019

¿Qué reacción entre los reactivos que se escriben a continuación experimentará el mayor efecto cinético salino primario en términos absolutos para un mismo valor de fuerza iónica?

(A). CH₃COOC₂H₅ + OH^–  →
(B). CH₃Br + OH^–  →
(C). [Co(NH₃)₅Br]²⁺ + OH^–  →
(D). Fe²⁺ + Co(C₂O₄)^3–    →

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Considérese la siguiente reacción de tautomerización ceto-enólica, que se sabe que está muy influida por el tipo de disolvente:

En esta reacción, ¿cuál de las siguientes propiedades del disolvente no se puede considerar un “efecto de disolvente”?

(A). La constante dieléctrica
(B). La polaridad
(C). La capacidad de formar enlaces de hidrógeno
(D). La temperatura

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Al aumentar la fuerza iónica del medio, la velocidad de una reacción entre iones…

(A). aumenta tanto si los iones son del mismo signo como si son de signo opuesto.
(B). aumenta si los iones son del mismo signo, pero disminuye si son de signo opuesto.
(C). disminuye si los iones son del mismo signo, pero aumenta si son de signo opuesto.
(D). disminuye tanto si los iones son del mismo signo como si son de signo opuesto.

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