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13.2 La ley de rapidez 575

Esta reacción es de orden cero en A, de primer orden en B y de primer orden global. El El orden cero no signifi ca que la rapi-
exponente cero indica que la rapidez de esta reacción es independiente de la concentración dez sea cero. Sólo que es indepen-
diente de la concentración presente
de A. Observe que el orden de una reacción también puede ser fraccionario. de A.
Los siguientes puntos resumen el estudio de la ley de rapidez:
1. Las leyes de la rapidez siempre se determinan en forma experimental. A partir de las
concentraciones de los reactivos y de la rapidez inicial es posible determinar el orden
de una reacción y, por lo tanto, la constante de rapidez de la reacción.
2. El orden de una reacción siempre se defi ne en términos de las concentraciones de los
reactivos (no de los productos).
3. El orden de un reactivo no está relacionado con el coefi ciente estequiométrico del
reactivo en la reacción global balanceada.
En el ejemplo 13.3 se muestra el procedimiento para la determinación de la ley de
rapidez de una reacción.

Ejemplo 13.3
La reacción del óxido nítrico con hidrógeno a 1 280°C es

2NO(g) 1 2H 2 (g) ¡ N 2 (g) 1 2H 2 O(g)
A partir de los siguientes datos, medidos a dicha temperatura, determine: a) la ley de rapi-
23
dez, b) su constante de rapidez y c) la rapidez de la reacción cuando [NO] 5 12.0 3 10
23
M y [H 2 ] 5 6.0 3 10 M.
Experimento [NO] (M) [H 2 ] (M) Rapidez inicial (M/s)
1 5.0 3 10 23 2.0 3 10 23 1.3 3 10 25
2 10.0 3 10 23 2.0 3 10 23 5.0 3 10 25 8n
3 10.0 3 10 23 4.0 3 10 23 10.0 3 10 25
Estrategia Se tiene un conjunto de datos de rapideces de reacción y de concentración y se
pide que se determine la ley de rapidez y la constante de rapidez. Se supone que la ley de
rapidez tiene la forma de
x
rapidez 5 k[NO] [H 2 ] y
¿Cómo utilizamos estos datos para determinar x y y? Una vez que se conoce el orden para
los reactivos, podemos calcular k a partir de cualquier conjunto de rapideces y concentracio-
nes. Finalmente, la ley de rapidez permite calcular la rapidez a cualquier concentración de
NO y H 2 .
2NO 1 2H 2 ¡ N 2 1 2H 2 O
Solución a) Los experimentos 1 y 2 muestran que cuando se duplica la concentración de
NO a una concentración constante de H 2 , la rapidez se cuadruplica. Si se toma la
proporción de las rapideces a partir de estos dos experimentos
25 23 x 23 y
rapidez 2 5.0 3 10 M/s k(10.0 3 10 M) (2.0 3 10 M)
5 < 4 5 23 x 23 y
25
rapidez 1 1.3 3 10 M/s k(5.0 3 10 M) (2.0 3 10 M)

Por lo tanto,
23
(10.0 3 10 M) x x
5 2 5 4
23
x
(5.0 3 10 M)
o x 5 2, es decir, la reacción es de segundo orden con respecto a NO. Los experimen-
tos 2 y 3 indican que al duplicar [H 2 ] a [NO] constante se duplica la rapidez. Aquí
escribimos la relación como
x
23
25
10.0 3 10 M/s k(10.0 3 10 23 M) (4.0 3 10 M) y
rapidez 3
5 25 5 2 5 23 x 23 y
5.0 3 10 M/s k(10.0 3 10 M) (2.0 3 10 M)
rapidez 2
(continúa)