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Reacción con expresión de velocidad de primer orden

Las expresiones de las leyes de la velocidad permiten calcular la velocidad de una reacción a partir de la constante de velocidad y de la concentración de los reactivos. Las leyes de la velocidad también se utilizan para determinar las concentraciones de los reactivos en cualquier momento durante el curso de la reacción.

Una reacción de primer orden es una reacción cuya velocidad depende de la concentración de los reactivos elevada a la primera potencia. En una reacción de primer orden del tipo

A ——————-> productos

la velocidad expresada a partir de la Ley de Velocidad es

-rA= k*[A]

donde k es la constante cinética con unidades s-1.

Mediante cálculos puede demostrarse que

ln[A]= -k*t + ln[A]0

donde [A]0 y [A] son las concentraciones de A a los tiempos 0 y t. Esta ecuación tiene la forma de una recta, y= m*x + b, en donde m es la pendiente de la recta del gráfico. Por lo tanto, un gráfico de ln[A] en función de t es una línea recta con una pendiente de –k. Por lo tanto, de la pendiente de la gráfica puede determinar la constante cinética.

Existen muchas reacciones de primer orden, por ejemplo, la descomposición de etano en radicales metilo o la descomposición del pentóxido de dinitrógeno en el disolvente tetracloruro de carbono a 45°C.

Para reacciones en fase gaseosa se pueden reemplazar los términos de concentración de la ecuación con las presiones de los reactivos gaseosos.