3 QUIMICA Schaum

VELOCIDAD
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DE LAS REACCIONES
¿Se ha percatado de que durante el estudio del equilibrio químico, de la dirección de una reacción, de su espontaneidad
y otros temas, no se hace mención de qué tan rápido procede una reacción? El capítulo sobre termodinámica no menciona
la rapidez con que acontece una reacción. De hecho, muchos textos específicamente declaran que la rapidez de
la reacción no tiene nada que ver con consideraciones termodinámicas. A la rama de la química que trata sobre la
velocidad de las reacciones se le denomina cinética química. Este capítulo tiene dos objetivos principales. El primero
es aportar un enfoque sistemático para manejar la información relacionada con la dependencia de la velocidad de las
reacciones con variables controlables. El segundo objetivo es mostrar la relación entre la velocidad de las reacciones
y los mecanismos moleculares de la misma.
CONSTANTES DE VELOCIDAD Y ORDEN DE LAS REACCIONES
Reacciones homogéneas son aquellas que ocurren en una sola fase (un solo estado físico), especialmente en fase líquida
o gaseosa. Reacciones heterogéneas son aquellas que tienen lugar, al menos parcialmente, en la interfase entre dos
fases, tales como sólido y líquido o líquido y gas, etc. El análisis y los problemas de este capítulo se referirán a reacciones
homogéneas, a menos que se indique otra cosa. Observe que el término velocidad implica que hay involucrado
un tiempo que normalmente se expresa en segundos (s), minutos (m) u horas (h).
De acuerdo con la ley de acción de masas, la rapidez de una reacción química a temperatura constante (avance
cuantitativo de la reacción por unidad de tiempo) depende únicamente de las concentraciones de las sustancias que
influyen sobre esta velocidad. Éstas suelen ser uno o más de los reactivos, pero en ocasiones puede ser uno de los
productos. Otro factor que influye sobre la velocidad de reacción puede ser un catalizador que no aparece en el balance
general de la ecuación química.
Con frecuencia, la dependencia entre la velocidad de reacción y las concentraciones puede expresarse como una
proporcionalidad directa en la que las concentraciones pueden aparecer a la potencia cero, uno o dos. La potencia a la
cual la concentración de una sustancia aparece en la ecuación de velocidad es lo que se denomina orden de reacción
con respecto a esa sustancia. La tabla 20-1 muestra ejemplos de expresiones de velocidad.
El orden de reacción no es el resultado de la naturaleza de la ecuación química; depende de la información obtenida
a nivel experimental. Esta información se usa para determinar una ecuación matemática que se ajuste a los datos, a
la cual se le da el nombre de ecuación de la velocidad. El orden total de una reacción es la suma de los órdenes con
respecto a las diversas sustancias participantes (la suma de sus exponentes). Por otro lado, el orden de reacción se
indica con respecto a una sustancia determinada (vea las definiciones anteriores).
El factor de proporcionalidad k, llamado constante de velocidad o velocidad específica, es constante a temperatura
fija. Esta constante de velocidad varía con la temperatura y tiene dimensiones; se deben indicar sus unidades cuando se
tabulan valores de k. La velocidad misma se define como el cambio de concentración de un reactivo o producto por
unidad de tiempo. Si A es un reactivo y C un producto, la velocidad puede expresarse en la siguiente forma:
Velocidad =−
[A]
t
o bien Velocidad = [C]
t
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