Page 603 - Quimica - Undécima Edición

13.2 La ley de rapidez 573

13.2 La ley de rapidez

Anteriormente aprendimos que la rapidez de una reacción es proporcional a la concentra-
ción de reactivos y que la constante de proporcionalidad k recibe el nombre de constante
de rapidez . La ley de rapidez expresa la relación de la rapidez de una reacción con la
constante de rapidez y la concentración de los reactivos, elevados a alguna potencia. Para
la reacción general

aA 1 bB ¡ cC 1 dD

la ley de rapidez tiene la forma

x
y
rapidez5 k[A] [B] 1 ( ) 1 . 3
donde x y y son números que se determinan experimentalmente. Observe que, en general,
x y y no son iguales a los coefi cientes estequiométricos a y b. Cuando conocemos los
valores de x, y y k, podemos utilizar la ecuación (13.1) para calcular la rapidez de la
reacción, dadas las concentraciones de A y B.
Los exponentes x y y especifi can las relaciones entre las concentraciones de los reac-
tivos A y B y la rapidez de la reacción. Al sumarlos, obtenemos el orden de reacción
global, que se defi ne como la suma de los exponentes a los que se elevan todas las con-
centraciones de reactivos que aparecen en la ley de rapidez. Para la ecuación (13.1), el
orden de reacción global es x 1 y. De manera alternativa podemos decir que la reacción
es de orden x-ésimo en A, de orden y-ésimo en B y de orden (x 1 y)-ésimo global.
Para determinar la ley de rapidez de una reacción, considere la reacción entre el fl úor
y el dióxido de cloro:

F 2 (g) 1 2ClO 2 (g) ¡ 2FClO 2 (g)

Una forma de estudiar el efecto de la concentración de los reactivos sobre la rapidez de
la reacción es determinando la dependencia de la rapidez inicial de las concentraciones
iniciales. Es preferible medir las rapideces iniciales, ya que, según procede la reacción, 8n
disminuyen las concentraciones de los reactivos y entonces resulta difícil medir los cam-
bios con exactitud. También puede ocurrir una reacción inversa del tipo

productos ¡ reactivos

la cual introduce un error en la medición de la rapidez. Ambas complicaciones están au-
sentes durante las primeras etapas de la reacción.
La tabla 13.2 muestra tres mediciones de la rapidez para la formación de FClO 2 . Si
observamos los valores de 1 y 3, notamos que, al duplicarse [F 2 ] mientras se mantiene F 2 1 2ClO 2 ¡ 2FClO 2
constante [ClO 2 ], la rapidez de la reacción se duplica. Así, la rapidez es directamente
proporcional a [F 2 ]. De forma semejante, los datos de 1 y 2 muestran que al cuadruplicar
[ClO 2 ], manteniendo [F 2 ] constante, la rapidez aumenta cuatro veces, por lo que la rapidez

Tabla 13.2 Datos de rapidez para la reacción entre F 2 y ClO 2
[F 2 ] (M) [ClO 2 ] (M) Rapidez inicial (M/s)
1. 0.10 0.010 1.2 3 10 23
2. 0.10 0.040 4.8 3 10 23
3. 0.20 0.010 2.4 3 10 23