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600 CAPÍTULO 13 Cinética química

Experimentalmente se encontró que la ley de rapidez es rapidez 5 k[N 2 O]. a) Escriba una
ecuación para la reacción global. b) Identifi que los intermediarios. c) ¿Qué puede decirse
acerca de las rapideces relativas de las etapas 1 y 2?
Estrategia a) Debido a que la reacción global puede descomponerse en etapas elementales,
una vez que se conozcan éstas se podrá escribir la reacción global. b) ¿Cuáles son las
características de un intermediario? ¿Aparece en la reacción global? c) ¿Qué determina cuál
etapa elemental es la determinante de la reacción? ¿De qué manera sería útil el conocimiento
del paso determinante de la reacción para escribir la ley de rapidez de una reacción?
Solución a) Al sumar las ecuaciones de las etapas 1 y 2 se obtiene la reacción global

88n
2N 2 O ¡ 2N 2 1 O 2

b) Debido a que en la primera etapa elemental se forma el átomo de O y no aparece en la
ecuación global balanceada, éste se trata de un intermediario.
c) Si suponemos que la etapa 1 es el paso determinante de la reacción, entonces la rapidez
de la reacción global estará dada por

rapidez 5 k 1 [N 2 O]

y k 5 k 1 .
2N 2 O ¡ 2N 2 1 O 2
Verifi cación Hay dos criterios que se deben cumplir para que un mecanismo propuesto
de reacción sea en principio posible: 1) La suma de las etapas individuales (etapas
Problema similar: 13.55. elementales) debe ser la reacción total corregida. 2) La etapa que determina la rapidez
(el paso lento) debe tener la misma ley de rapidez que la ley de rapidez determinada
experimentalmente.
Ejercicio de práctica Se cree que la reacción entre NO 2 y CO para producir NO y CO 2
ocurre en dos etapas:
Etapa 1: NO 2 NO 2 88n NO NO 3
Etapa 2: NO 3 CO 88n NO 2 CO 2
2
La ley de rapidez experimental es rapidez 5 k[NO 2 ] . a) Escriba la ecuación para la reacción
global. b) Identifi que el intermediario. c) ¿Qué puede decirse de las rapideces relativas de las
etapas 1 y 2?

Revisión de conceptos

La ley de rapidez para la reacción H 2 1 2IBr ¡ I 2 1 2HBr es rapidez 5 k[H 2 ][IBr].
Dado que HI es un producto intermedio, escriba un mecanismo de dos etapas para la
reacción.

Sustentación experimental de los mecanismos de reacción
¿Cómo podemos sustentar si es correcto el mecanismo que se propone para una reacción
en particular? En el caso de la descomposición del peróxido de hidrógeno se podría in-
2
tentar detectar la presencia de los iones IO por métodos espectroscópicos. La evidencia
de su presencia confi rmaría el esquema de la reacción. De manera similar, para la reac-
ción del yoduro de hidrógeno, la detección de átomos de yodo confi rmaría el mecanismo
en dos etapas. Por ejemplo, el I 2 se disocia en átomos cuando se irradia con luz visible.
Por lo tanto, podemos predecir que la formación de HI a partir de H 2 y de I 2 aumenta a
medida que se eleva la intensidad de la luz, ya que así se incrementa la concentración
de átomos de I. En efecto, esto es lo que se observa.