Exámenes de Cinética | 2020 | Soluciones de la pregunta 1

Junio 1s

(TEMA 1) Se sabe que muchas reacciones químicas siguen la siguiente ley de velocidad:
v = k[A]^α [B]^β
en la que los exponentes α, β… a los que están elevadas las concentraciones de los reactivos A, B… se denominan órdenes de reacción en A, B…, respectivamente, siendo el orden total la suma α + β + ···. Según eso, decir cuál sería el orden total de la reacción H₂ + Br₂ ⟶ 2 HBr, cuya ley de velocidad viene dada por

(A). –1/2
(B). 3/2
(C). 5/2
(D). No está definido

Solución: D. La expresión de la ley de velocidad dada no tiene la forma  Por lo tanto, no cabe deducir un orden global de reacción para la misma. En todo caso, como el enunciado dice que el orden es el exponente al que está elevada la concentración de cada reactivo, se puede deducir el orden parcial para el H₂ ya que la expresión se puede reescribir así:

Representada de esa forma, el coeficiente de [H₂] es 1 y ese sería el orden para H₂. Pero lo contenido en el paréntesis no se puede factorizar de manera que aparezca un factor [Br₂]^b. Es decir, no cabe asignar un orden a Br₂ y, por consiguiente, no está definido un orden total para esa reacción.

Junio 2s

(TEMA 1) ¿En una reacción entre dos reactivos A y B, el tiempo de semivida es igual para ambos?

(A). Solo si la estequiometría A:B es 1:1 (por ejemplo, un mol de A por mol de B).
(B). Si las cantidades iniciales de ambos están en sus proporciones estequiométricas, sí.
(C). Depende de los valores de las constantes de velocidad para cada reactivo.
(D). No, nunca.

Solución: B. La constante de velocidad es una sola para cada reacción; no una para cada reactivo. Por otro lado, si ambos reactivos están en sus reacciones estequiométricas, el tiempo de vida media será igual para ambos. Veámoslo con un ejemplo. Supongamos que la reacción es A + 2 B ® 3 C. Podemos establecer el siguiente balance partiendo de cantidades de A y B que coincidan con su proporción estequiométrica (por ejemplo, n moles de A y 2n moles de B):

Cando se haya alcanzado el tiempo de vida media para A se cumplirá x = n/2. En ese momento, la cantidad de B es 2(n – (n/2)) = n. Es decir, se tendrá la mitad de la cantidad inicial de B, por lo que también se habrá alcanzado el tiempo de vida media de B. Sin embargo, si se parte de 3n moles de B el balance será:

Para el tiempo de vida media de A se cumple x = n/2. En ese momento, la cantidad de B es 3n – 2(n/2) = 2n, que no es la mitad de la cantidad inicial de B.

Septiembre

(TEMA 1) ¿Cuál es la fórmula general para calcular el tiempo de semivida, aplicable a las reacciones de orden n (natural) excepto n = 1?

Solución: C. La expresión es:

o bien:

Es útil memorizar expresiones como esta porque ayudan a resolver rápidamente algunos problemas sin tener que hacer deducciones matemáticas.