Cinética química: guía de estudio

Ideas clave

La cinética estudia la rapidez de las reacciones. La ley de velocidad relaciona la velocidad con las concentraciones mediante una constante k, y el orden de la reacción decide cómo cambia la concentración con el tiempo.

• La ley de velocidad es v = k[A]ⁿ, donde el orden n debe hallarse experimentalmente, no a partir de los coeficientes.
• En una reacción de primer orden ln[A] disminuye linealmente con el tiempo y la semivida t½ = 0,693 ÷ k no depende de la concentración inicial.
• En orden cero [A] disminuye linealmente, y en segundo orden es lineal 1 ÷ [A]; sus semividas dependen de la concentración inicial.
• La ecuación de Arrhenius k = A·e^(−Eₐ ÷ RT) dice que una temperatura mayor o una energía de activación menor dan una reacción más rápida.

Ecuaciones clave

• rate = k[A]ⁿ
• ln[A] = ln[A]₀ − kt (first order)
• t½ = ln 2 ÷ k = 0.693 ÷ k
• 1 ÷ [A] = 1 ÷ [A]₀ + kt (second order)
• k = A·e^(−Eₐ ÷ RT)

Ejemplo resuelto

Una reacción de primer orden tiene k = 0,0231 min⁻¹. La semivida es 0,693 ÷ 0,0231 = 30 min. Tras 90 min, que son tres semividas, queda (½)³ = 12,5 %. Comprobación: e^(−0,0231 × 90) = e^(−2,08) = 0,125.

Errores comunes

• Leer el orden de reacción a partir de los coeficientes de la ecuación ajustada.
• Usar la fórmula de semivida de primer orden para una reacción que no es de primer orden.
• Olvidar usar kelvin y hacer coincidir las unidades de R y Eₐ en la ecuación de Arrhenius.

Práctica

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