Exámenes de Cinética | 2024 | Soluciones de la pregunta 2

Junio 1s

(TEMA 2) Supongamos cierta reacción que tiene el siguiente mecanismo:

A + B → C + D
C + C → F
F + B → A + A + G

Se sabe que C es un intermedio de reacción. Dadas las siguientes afirmaciones, decir si una o varias son verdaderas:

1. La reacción global podría ser 3B → 2D + G.
2. A podría ser un catalizador.
3. C es el único intermedio que puede existir.

(A). Son verdaderas la 1 y la 2
(B). Son verdaderas la 1 y 3
(C). Son verdaderas la 2 y 3
(D). No, ninguna de las otras afirmaciones es correcta

Solución: A. Si solo se conoce un mecanismo sin más datos, puede haber, en general, más de una reacción global que sea el resultado de ese mecanismo. No obstante, las posibilidades se restringen si tenemos en cuenta el dato de que C es un intermedio de reacción y, por tanto, no puede aparecer en la reacción global. Para conseguir eso, y dado que en la primera etapa el coeficiente estequiométrico de C es 1 y en la segunda es 2, debemos multiplicar la primera por 2. Una vez hecha la operación, si sumamos las tres ecuaciones obtendremos: 3B → 2D + G, luego esta podría ser la reacción global. Como se ve, tampoco aparece F, luego F también podría ser un intermedio de reacción, y en ese caso C no sería el único. Para esa ecuación global, la especie A no puede ser un intermedio. La razón es que no se produce en una etapa y se consume en otra posterior, sino que se utiliza en la primera etapa deliberadamente como reactivo, reapareciendo en la última. Por lo tanto, reúne las condiciones para ser considerada un catalizador.

Ahora bien, teóricamente habría otras posibles reacciones globales que satisfarían la condición de que C fuera un intermedio de reacción. Por ejemplo, la que obtendríamos multiplicando por 2 tanto la primera como la tercera etapa: F + 4 B → 2 A + 2 D + 2 G. En ese caso, ni F sería un intermedio ni A sería un catalizador. Pero las proposiciones 1 y 2 del enunciado están escritas en condicional (“podría”) y la 3 es taxativa. Como hemos visto, es cierto que la reacción global podría ser la indicada en 1 y que A podría ser un catalizador, pero no es cierto que categóricamente C sea el único intermedio que pueda existir.

Junio 2s

(TEMA 2) ¿Alguna de las siguientes es la ley de velocidad para la siguiente reacción cuando la concentración de B es mucho mayor que la de A?

Solución: B. Una reacción como la del enunciado responde a esta ley de velocidad (expresada en función de A):

Ahora bien, si la concentración de B es muy alta, [B] puede considerarse constante (y aproximadamente igual a [B]₀). Por lo tanto, el producto k₁[B] se puede tratar como una constante que llamaremos k. La ecuación anterior quedaría, entonces:

Septiembre  

(TEMA 2) Cierta reacción química en la que participan los compuestos A, B y C sigue esta ley de velocidad cuando la concentración de B es mucho mayor que la de A:

¿Cuál de los siguientes esquemas de reacción está de acuerdo con la ley anterior?

Solución: B. Una reacción del tipo 

responde a esta ley de velocidad (expresada en función de A):

Ahora bien, si la concentración de B es muy alta, [B] puede considerarse constante (y aproximadamente igual a [B]₀). Por lo tanto, el producto k₁[B] se puede tratar como una nueva constante que llamaremos k. La ecuación anterior quedaría, entonces:

No valdría el mecanismo  

porque conduciría, para concentraciones altas de B, a esta ley de velocidad respecto a A:

Tampoco valdría

cuya ley sería, para [B] muy alta (y, por tanto, cuasiconstante):

Y tampoco sería aceptable

ya que entonces la ecuación sería