Pruebas de evaluación continua de Cinética Química – Tema 2

¿En qué consiste la aproximación del estado estacionario para determinar una ley de velocidad?

(A). En hacer que todos los reactivos excepto uno estén en exceso.
(B). En tomar las concentraciones de los intermedios de reacción como constantes.
(C). En añadir una sustancia que forme un complejo con un reactante para impedir que reaccione.
(D). En considerar que la concentración de ciertos reactantes vale 0.

Solución: B. La aproximación del estado estacionario consiste en tomar las concentraciones de los intermedios de reacción como constantes. Hacer que todos los reactivos excepto uno estén en exceso es el método de aislamiento. La intención es que la concentración de esos reactivos se pueda considerar constante durante toda la reacción.

Cierto reactivo A puede reaccionar simultáneamente para producir E y G según el siguiente mecanismo:

¿Cómo se calcularía el cambio total de [A] con el tiempo?

(A). k_–1 [E] – k₁ [A]
(B).–(k₁ + k₂) [A] + k_–1 [E] + k_–2 [G]
(C). (k₁ + k₂) [A]
(D). –k₁ [A] + k_–1 [G] – k₂ [A] + k_–2 [E]

Solución: D. Por la primera reacción, el cambio de [A] respecto al tiempo se puede expresar así:

–d[A] / dt = k₁ [A] – k_–1 [G]

o de este modo equivalente:

d[A] / dt = –k₁ [A] + k_–1 [G]

Para la segunda:

–d[A] / dt = k₂ [A] – k_–2 [E]

o bien:

d[A] / dt = –k₂ [A] + k_–2 [E]

Como [A] cambia por ambas vías al mismo tiempo, su variación total con el tiempo vendrá dada por la suma de las variaciones parciales anteriores: 

d[A] / dt = –k₁ [A] + k_–1 [G] – k₂ [A] + k_–2 [E]

La reacción 2 NO + 2 H₂ → N₂ +2 H₂O tiene el siguiente mecanismo en tres etapas:

1.   NO + NO → N₂O₂
2.   N₂O₂ + H₂ → N₂O + H₂O
3.   N₂O + H₂ → N₂ + H₂O

¿Cuál o cuáles sustancias podrían ser intermedios en esa reacción?

(A). H₂O
(B). H₂ y N₂
(C). N₂O₂ y N₂O
(D). N₂O₂, H₂, N₂ y H₂O

Solución: C. Los intermedios son especies químicas que se forman en una etapa y se consumen en otras. Por eso, no aparecen en la ecuación global. En este caso, como la reacción global es 2 NO + 2 H₂ → N₂ +2 H₂O, los intermedios serían N₂O₂ y N₂O.

¿Qué tipo de reacción de las siguientes viene ilustrada por este gráfico?

(A).  A → B → C
(B). A + B → C
(C). A → B + C
(D). A → B;  A → C

Solución: A. Se trata de las reacciones consecutivas A → B → C. Lógicamente, A va disminuyendo y B va aumentando. Pero llega un momento en que B empieza a disminuir porque ya no se produce tanto B a partir de A y sin embargo B se sigue descomponiendo para dar C. C siempre aumenta. No es válida A + B → C porque eso significaría que tanto A como B tendrían curvas decrecientes. Ni A → B + C porque en ese caso la curva de B tendría que ser creciente. Por la misma razón, tampoco es válido el esquema A → B;  A → C.