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Constante de velocidad y tiempo de vida media para una reacción de primer grado (8459)

F_y_Q — 2025-05-14T09:55:53Z

Se ha estudiado la descomposición del compuesto «A» en productos a una temperatura constante de 298 K. La reacción es de primer orden respecto a «A». A continuación, se proporcionan los datos experimentales de la concentración de «[A]» en función del tiempo:

Determina la constante de velocidad de la reacción «k», utilizando la regresión lineal como método gráfico, y el tiempo de vida media de la reacción.

Para determinar la constante de velocidad, y dado que la reacción es de primer orden, usas la ecuación integrada de la velocidad:

Como debes resolver por medio de una regresión lineal, puedes rehacer la tabla de datos, calculando el logaritmo neperiano de cada una de las concentraciones:

Usando Geogebra puedes hacer la regresión lineal y obtienes:

La pendiente de la recta que ves en la gráfica es el valor de la constante de equilibrio:

El tiempo de vida media para una reacción de orden 1 es:

Solo tienes que sustituir los valores y hacer el cálculo:

Estudio de la cinética química de una reacción elemental de orden 3 (8435)

F_y_Q — 2025-04-05T02:58:01Z

Se estudia la cinética de la reacción química:

C}" title="\ce{2A + B -> C}" />

La reacción es de tercer orden, siendo 2 el orden parcial de «A» y 1 el orden parcial de «B». A una temperatura constante de , se midieron las concentraciones de «A» y «B» en función del tiempo, obteniéndose los siguientes datos:

a) Determina la constante de velocidad «k» de la reacción.

b) Calcula la concentración de «A» y «B» después de 500 segundos.

c) Determina el tiempo de vida media de la reacción.

a) Como los órdenes parciales de reacción coiniciden con los coeficientes estequiométricos, puedes suponer que se trata de una reacción elemental. La ecuación de velocidad para este proceso elemental es:

Dado que la tabla te proporciona el tiempo transcurrido y las concentraciones medidas, tienes que relacionar dos formas de expresar la velocidad de la reacción y, para ello, tienes que integrar la ecuación que depende del tiempo. Lo primero que haces es expresar la concentración de «B» en función de la concentración de «A», teniendo en cuenta la estequiometría de la reacción e integrando:

Sustituyes los valores de las concentraciones iniciales (t = 0) y obtienes:

Sustituyes este valor en la ecuación de velocidad:

Esta integral es complicada y es mejor hacer una resolución numérica para calcular «k». Tomas los datos de concentración de «A» para los tiempos 0 y 100 que están en la tabla, por ejemplo, y calculas el valor de la concentración de «B», que está en función de la concentración de «A»:

Ahora puedes reescribir la «Ec. 1» para poder hacer la integral:

Sustituyes los valores y calculas:

b) Para hacer el cálculo de las concentraciones de los reactivos a los 500 segundos te muestro dos maneras de hacerlo, ambas son maneras aproximadas porque la integral no es fácil de resolver.

Primera manera.

Usas la ecuación integrada anterior, pero referida a las concentraciones iniciales porque ya conoces el valor de la constante de velocidad:

Sustituyes y calculas el valor de la concentración de «A»:

La concentración de «B» la obtienes de manera simple al aplicar la ecuación que la relaciona con la concentración de «A»:

Segunda manera.

Si analizas los datos de la tabla puedes ver que la concentración de «A» muestra un patrón en su decaimiento: cada valor es el anterior multiplicado por 0.8. De ese modo, es fácil poder estimar el valor para los 500 s:

La concentración de «B» la obtienes del mismo modo que antes:

c) El tiempo de vida media para una reacción de tercer orden, en la que los reactivos no están en proporción estequiométrica, requiere de un cálculo integral complejo, pero puedes estimarlo si analizas los datos de la tabla. El tiempo de vida media es el tiempo necesario para que la concentración inicial de un reactivo se haga la mitad. Si te centras en los datos de las concentraciones de «A» puedes ver que se hace la mitad de la concentración inicial a los 300 s aproximadamente. Podrías concluir que el tiempo de vida media es:

[P(562)] Tiempo de semirreacción para cinética de primer orden (8372)

F_y_Q — 2025-01-26T07:39:02Z

Si solo quieres ver el enunciado y la solución numérica del problema, haz clic en este enlace.

[P(7257)] Deducción gráfica de la cinética de reacción de la descomposición del agua oxigenada (7259)

F_y_Q — 2021-07-01T19:10:00Z

Haciendo clic en este enlace puedes ver el enunciado y las soluciones del problema que se resuelve en el vídeo.

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Obtención gráfica de la cinética de la descomposición del agua oxigenada (7257)

F_y_Q — 2021-07-01T19:05:50Z

Se estudió a la descomposición de agua oxigenada en solución acuosa en presencia de catalasa. Para este estudio se tomaron muestras a distintos intervalos y se valoró la concentración de agua oxigenada con permanganato de potasio en medio ácido. Se obtuvieron los siguientes resultados:

a) Determina gráficamente el orden de la reacción y calcula el valor de la constante de velocidad y el tiempo de vida media.

b) Escribe las ecuaciones de la valoración balanceadas. Si la valoración se hizo sobre una alícuota de 25 mL y con una solución de permanganato de potasio, preparada disolviendo 2.8 g de sal en 500 mL de solución, calcula cuántos mL de solución de permanganato de potasio se gastaron a los tiempos 0 y 20 minutos.

a) ; ;

b) ;

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.

Los resultados del vídeo no son correctos porque el tiempo está expresado en minutos y no en segundos.

Concentración al cabo de un tiempo para una reacción de segundo orden (6482)

F_y_Q — 2020-04-21T08:31:27Z

Si el tiempo de vida media de una reacción de segundo orden es 60.0 s, y la concentración inicial es 0.800 M, ¿cuál era la concentración a los 20.0 s?

Al tratarse de una reacción de orden 2 la ecuación cinética tiene la forma:

El tiempo de semirreacción tiene la forma:

Despejas el valor de la constante de velocidad y la calculas:

A partir de la ecuación de velocidad, calculas la concentración pedida:

Concentración conocido su orden de reacción y tiempo de semirreacción (6481)

F_y_Q — 2020-04-21T07:22:37Z

Si el tiempo de vida media de una reacción de primer orden es 25.0 s, ¿cuál era la concentración cuando habían transcurrido 8.00 s si la concentración inicial era de 0.500 M?

Si la reacción es de primer orden, la ecuación de velocidad tiene la forma:

Esto implica que su tiempo de vida media tiene la forma:

El valor de la constante de velocidad es:

La concentración de reactivo, en función de la concentración inicial, sigue la ecuación:

Sustituyes en la ecuación y calculas la concentración a los 8 s:

Periodo de semirreacción para la conversión del ciclopropano en propeno (562)

F_y_Q — 2010-03-01T17:59:36Z

La conversión del ciclopropano en propeno en fase gaseosa responde a una cinética de primer orden con una constante de velocidad de a una temperatura de . Calcula el período de semirreacción.

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.