Exámenes de Cinética | 2019 | Soluciones de la pregunta 1

Junio 1s

(TEMA 1) Se ha seguido la variación de la concentración de N₂O según la reacción 2 N₂O(g) → 2 N₂(g) + O₂(g) catalizada mediante alambre de platino a alta temperatura, y se ha observado que dicha concentración disminuye de forma lineal con el tiempo. ¿De qué orden es la reacción?

(A). 0
(B). 1
(C). 2
(D). 3

Solución: A. Si disminuye de forma lineal con el tiempo eso quiere decir que responde a la ecuación

derivando respecto a t:

que es lo mismo que escribir:

Por lo tanto, la reacción es de orden 0.

Junio 2s

(TEMA 1) Se ha observado que en la reacción A →  P₁ + P₂ la concentración de A disminuye exponencialmente con el tiempo. ¿Cuál es la ecuación de la velocidad?

Solución: A. La ecuación de la velocidad es

Esto se sabe porque si se reordena la ecuación así:  

y se integran ambos miembros (el primero entre [A]₀ y [A] y el segundo entre 0 y t) se llega a

En cuanto a las expresiones  

y 

no corresponden a ecuaciones de velocidad química. Pero, en todo caso, si en la primera de ellas pasamos dt al otro miembro e integramos obtendremos

lo que no supone una disminución exponencial de [A] con el tiempo (de hecho, [A] aumentaría). Y si operamos análogamente con la segunda obtendremos

que tampoco supone una disminución de [A], por ser igual a una constante menos un valor que siempre es positivo pero cada vez es más pequeño).

Septiembre

(TEMA 1) Según Arrhenius, la constante cinética (k) depende de un factor de frecuencia y de una energía de activación. ¿Cómo es esta dependencia?

(A). k es mayor a mayor A y mayor E_a.
(B). k es mayor a menor A y mayor E_a.
(C). k es mayor a mayor A y menor E_a.
(D). k es mayor a menor A y menor E_a.

Solución: C. La expresión de la dependencia de la constante de velocidad con la temperatura es:

Es claro, por lo tanto, que k es mayor cuanto mayor sea A.  En cuanto al factor exponencial, para T constante, es menor a mayor E_a. (Nótese que la función f(E_a) = e^–E_a/(RT) es decreciente, ya que f ‘(E_a) = (–1/RT²) e^–E_a/(RT) ≤ 0). Todo esto es razonable: a mayor frecuencia de choques, mayor posibilidad de reacción. Y también es mayor la posibilidad de reacción a menor barrera energética.