Ejercicio resuelto de Velocidad · Química · Andalucía · 2020

La reacción $\text{A} + 2\,\text{B} \rightarrow \text{C}$ es de orden cero con respecto a A, orden 2 respecto a B y su constante de velocidad vale $0{,}053\ \text{mol}^{-1}\cdot\text{L}\cdot\text{s}^{-1}$.

a) ¿Cuál es el orden total de la reacción? [0,5 puntos]

b) ¿Cuál es la velocidad si las concentraciones iniciales de A y de B son 0,48 M y 0,35 M, respectivamente? [0,5 puntos]

c) ¿Cómo se modifica la velocidad si la concentración inicial de A se reduce a la mitad? [0,5 puntos]

$\textbf{a) ¿Cuál es el orden total de la reacción? [0,5 puntos]}$

El orden total es la suma de los órdenes parciales de cada reactivo:

$n = 0 + 2 = 2$

La reacción es de orden dos. Conviene notar que esos exponentes son experimentales y no coinciden con los coeficientes estequiométricos (1 y 2): la ley de velocidad no se lee de la ecuación ajustada.

$\textbf{b) ¿Cuál es la velocidad si las concentraciones iniciales de A y de B son 0,48 M y 0,35 M, respectivamente? [0,5 puntos]}$

La ecuación de velocidad se escribe con los órdenes dados. Como el de A es cero, su concentración no aparece:

$v = k\,[\mathrm{A}]^0\,[\mathrm{B}]^2 = k\,[\mathrm{B}]^2$

$v = 0{,}053 \cdot (0{,}35)^2 = 0{,}053 \cdot 0{,}1225$

$v = 6{,}49\cdot 10^{-3}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}\cdot s^{-1}}$

El dato de 0,48 M sobra a propósito: está puesto para ver si se usa.

$\textbf{c) ¿Cómo se modifica la velocidad si la concentración inicial de A se reduce a la mitad? [0,5 puntos]}$

No se modifica en absoluto. Que el orden respecto de A sea cero significa justamente eso:

$\left(\frac{[\mathrm{A}]}{2}\right)^0 = 1 = [\mathrm{A}]^0$

La velocidad sigue valiendo $6{,}49\cdot 10^{-3}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}\cdot s^{-1}}$. Un orden cero suele indicar que A interviene en una etapa posterior a la determinante del mecanismo, o que está saturando un catalizador.