Junio 1s
(TEMA 1) La reacción en fase gaseosa 2 NO2 + O3 → N2O5 + O2 tiene un coeficiente de velocidad de 2,0·104 dm3 mol–1 s–1 a 300 K y su energía de activación es de 9,2 kJ mol–1. ¿Cuál es el orden de esta reacción?
(A). 0
(B). 1
(C). 2
(D). 3
Solución: C. Dado que v = k [Reactivos]n (siendo n el orden total) y que v se mide en (mol dm–3) s–1 y [Reactivos] en (mol dm–3), las unidades de k deben ser (mol dm–3)1–n s–1. Es decir, están en función de n. Pero en este caso, según el enunciado, las unidades son dm3 mol–1 = (mol dm–3)–1 s–1 y, por tanto: –1 = 1 – n, y de ahí: n = 2.
Junio (2s)
(TEMA 1) Sean las reacciones de primer orden A → B y A’ → B’, la primera con coeficiente cinético k1 y la segunda con coeficiente k2, cumpliéndose que k1 > k2 para una misma T. Si ambas reacciones se llevan a cabo a la misma temperatura, ¿la velocidad de la primera tiene que ser necesariamente superior a la de la segunda?
(A). Sí, siempre.
(B). Depende de las concentraciones.
(C). Depende de la naturaleza de reactivos y productos, especialmente de sus diámetros moleculares.
(D). No, nunca.
Solución: B. Al ser ambas reacciones de primer orden, sus velocidades vendrán dadas por:
v1 = k1 [A]
v2 = k2 [A’]
Por lo tanto, como v depende no solo del coeficiente cinético sino también de la concentración, una concentración lo suficientemente alta de A’ puede hacer que su reacción sea más veloz que la de A a pesar de que su coeficiente de velocidad sea menor.
La naturaleza de reactivos y productos determina los valores de las k, pero aquí se entiende que ya conocemos los valores de esas k y sobre todo conocemos la relación entre ambas (k1 > k2), que es lo que interesa.
Septiembre
(TEMA 1) Una de las siguientes afirmaciones es incorrecta.
(A). El coeficiente de velocidad depende, en general, de la temperatura.
(B). Los órdenes parciales de una reacción pueden ser fraccionarios.
(C). En las reacciones cuya velocidad sigue la ley v = k [A]m, el coeficiente de velocidad siempre es positivo.
(D). Cada especie que aparece en la ley de velocidad de una reacción debe ser un reactivo o un producto en esa reacción.
Solución: D. Los órdenes parciales de reacción no siempre son enteros; también pueden ser fraccionarios (en reacciones en fase gaseosa no es raro encontrar órdenes semienteros: 1/2, 3/2…).
Las constantes cinéticas tienen una clara dependencia con la temperatura que ha sido muy estudiada desde Arrhenius. Pero no tendría ningún sentido químico que fuesen negativas, ya que, en general, la constante cinética es la velocidad de una reacción para concentraciones 1 M de los reactantes, y la velocidad no puede ser negativa. En particular, en la expresión v = k [A]m, aun en el caso de que m fuera 0 o negativo, k tendría que ser positiva porque lo son v y [A].
Por lo tanto, solo queda como respuesta adecuada la que indica que en la ley de velocidad todas las especies deben ser reactivos o productos. Por poner un ejemplo, eso sucede en la le reacción 2 SO2 + O2 → 2 SO3 cuando es catalizada por NO. Se ha demostrado que su ecuación de velocidad es: v = [O2] [NO]2.
