Junio 1s
(TEMA 1) ¿Para qué orden de reacción el tiempo que debe transcurrir para que una determinada concentración de un reactivo se reduzca a la mitad es un valor constante a lo largo de toda la reacción?
(A). 0
(B). 1
(C). 2
(D). 3
Solución: B. Se define el tiempo o periodo de vida media para un determinado reactivo A como el que tiene que transcurrir para que la concentración inicial del reactivo se reduzca a la mitad. Se calcula mediante la expresión , que es válida para cualquier orden de reacción n natural excepto n = 1, en cuyo caso se calcula así: . Las ecuaciones también son aplicables para calcular el tiempo que debe transcurrir para que la concentración que existe en cualquier momento del reactivo, [A], se reduzca a la mitad (es decir, en las anteriores ecuaciones se puede sustituir [A]0 por [A]t, y en ese caso un “periodo de vida media” sería el que se tardaría en alcanzar una concentración [A]t /2; el siguiente “periodo de vida media” sería el tiempo que habría de transcurrir para que la concentración e hiciese [A]t /4, etc.).
Obsérvese que en la ecuación para las reacciones de orden 1 no aparece el término de concentración. Esto prueba que en estas reacciones el tiempo de vida media, o, más en general, el que tiene que transcurrir para que determinada concentración de reactivo disminuya a la mitad, es un valor constante. Los siguientes gráficos permiten visualizar bien lo explicado. Se refieren, respectivamente, a reacciones de orden 0, 1 y 2:
Junio 2s
(TEMA 1)
1. ¿Qué unidades tiene la constante cinética en las ecuaciones de velocidad de orden 2?
(A). M-2s-2
(B). M-1s-1
(C). M-1s-2
(D). M-2s-1
Solución: B. Una ecuación de velocidad de orden 2 es, por ejemplo, aquella del tipo A + B ⟶ Productos en la que se ha podido determinar que la velocidad se puede expresar como v = k [A] [B]. Como, por otra parte, la velocidad se define como v = –d[A] / dt, las unidades de v serán M s-1. Y como las unidades de [A] y [B] son M, resultan para k las unidades M-1s-1.
Septiembre
(TEMA 1) Una reacción se completa en un 10 % en 100 segundos a 400 K y en 25 segundos a 410 K. ¿Se puede estimar el valor de la energía de activación de Arrhenius de dicha reacción?
(A). 94,5 kJ mol-1
(B). 188,9 kJ mol–1
(C). –873 kJ mol–1
(D). No se puede estimar.
Solución: B. La relación entre el coeficiente cinético y la energía de activación viene dada, según Arrhenius, por k = A exp (–Ea/(RT)). Aplicando la ecuación dos veces (una para cada temperatura), tomando logaritmos y restándolas se llega a:
Como la reacción tarda un cuarto de tiempo en completarse hasta un grado determinado (10 %, en este caso, aunque el valor es lo de menos) a la temperatura superior respecto a la inferior, eso quiere decir que a la temperatura superior la velocidad es cuádruple que a la temperatura inferior, y por tanto también lo es k. Es decir, k410 = 4 k400. Sustituyendo en la expresión anterior:
Teniendo en cuenta que R = 8,314 J mol–1 K–1, la solución de la ecuación es: Ea = 188,9 kJ mol–1.
