Cuando se produce una reacción química, las concentraciones de cada uno de los reactivos y productos va variando con el tiempo, hasta que se produce el equilibrio químico, en el cual las concentraciones de todas las sustancias permanecen constantes.
La velocidad de una reacción es la derivada de la concentración de un reactivo o producto con respecto al tiempo tomada siempre como valor positivo.
Es decir, es el cociente de la variación de la concentración de algún reactivo o producto por unidad de tiempo cuando los intervalos de tiempo tienden a 0.
Ejemplo de velocidad de reacción:
Tiempo (s)
[Br2] (mol/l)
vel. media
0
0,0120
3,8 x 10–5
50
0,0101
3,4 x 10–5
100
0,0084
2,6 x 10–5
150
0,0071
2,4 x 10–5
200
0,0059
Sea la reacción: Br2(ac) + HCOOH(ac) ® 2 HBr(ac) + CO2(g)
Vamos a estudiar como varía la concentración de Br2 a lo largo del tiempo:
La velocidad puede expresarse como:
Parece claro que la velocidad de aparición de HBr será el doble que la de aparición de CO2 por lo que en este caso la velocidad habrá que definirla como la mitad de la derivada de [HBr] con respecto al tiempo.
Expresión de la velocidad de una reacción química
En la reacción estándar: a A +b B ® c C +d D
Como la velocidad es positiva según transcurre la reacción hacia la derecha, es decir según va desapareciendo los reactivos, es necesario poner un signo “–” delante de las concentraciones de éstos.
Ejemplo:
Expresar la velocidad de la siguiente reacción química en función de la concentración de cada una de las especies implicadas en la reacción: 4 NH3 (g) + 3 O2 (g) ® 2 N2 (g) + 6 H2O (g)
ECUACIÓN DE VELOCIDAD
En general, la velocidad depende de las concentraciones de los reactivos siguiendo una expresión similar a la siguiente para la reacción estándar: a A + b B ® c C + d D
Es importante señalar que “m” y “n” no tienen porqué coincidir con los coeficientes estequiométricos “a” y “b”, sino que se determinan experimentalmente.
A la constante “k” se le denomina constante de velocidad (No confundir con KC o KP)
Ejemplos:
Las reacciones: a) H2 (g) + I2 (g) ® 2 HI (g) y b) H2 (g) + Br2 (g) ® 2 HBr (g)
tienen ecuaciones de velocidad diferentes: a) v = k x [H2] x [I2] b) v = k x [H2] x [Br2]1/2
Nota: El valor de “k” depende de cada reacción.
