Ecuación de tasa
La ley de velocidad o ecuación de velocidad para una reacción química es una ecuación que vincula la velocidad de reacción inicial o directa con las concentraciones o presiones de los reactivos y parámetros constantes (normalmente coeficientes de velocidad y órdenes de reacción parciales). [1] Para muchas reacciones, la velocidad inicial viene dada por una ley de potencia como
donde [A] y [B] expresan la concentración de las especies A y B, normalmente en moles por litro ( molaridad , M). Los exponentes x e y son los órdenes parciales de reacción de A y B y el orden de reacción general es la suma de los exponentes. Suelen ser números enteros positivos, pero también pueden ser cero, fraccionarios o negativos. La constante k es la constante de velocidad de reacción o el coeficiente de velocidad de la reacción. Su valor puede depender de condiciones como la temperatura, la fuerza iónica, el área superficial de un adsorbente o la irradiación de luz.. Si la reacción se completa, la ecuación de velocidad para la velocidad de reacción se aplica a lo largo de la reacción.
![{\displaystyle v\;=\;k[{\ce {A}}]^{x}[{\ce {B}}]^{y}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/abd7a471d2c6b2c7cf00bf532f2ae5f8987f8657)
Las reacciones elementales (de un solo paso) y los pasos de reacción tienen órdenes de reacción iguales a los coeficientes estequiométricos de cada reactivo. El orden de reacción global, es decir, la suma de los coeficientes estequiométricos de los reactivos, es siempre igual a la molecularidad de la reacción elemental. Sin embargo, las reacciones complejas (de varios pasos) pueden o no tener órdenes de reacción iguales a sus coeficientes estequiométricos. Esto implica que el orden y la ecuación de velocidad de una reacción dada no pueden deducirse de forma fiable a partir de la estequiometría y deben determinarse experimentalmente, ya que un mecanismo de reacción desconocidopuede ser elemental o complejo. Cuando se ha determinado la ecuación de velocidad experimental, a menudo es útil para deducir el mecanismo de reacción .
La ecuación de velocidad de una reacción con un mecanismo de varios pasos asumido a menudo se puede derivar teóricamente utilizando supuestos de estado casi estacionario de las reacciones elementales subyacentes y compararse con la ecuación de velocidad experimental como una prueba del mecanismo asumido. La ecuación puede implicar un orden fraccionario y puede depender de la concentración de una especie intermedia .
Una reacción también puede tener un orden de reacción indefinido con respecto a un reactivo si la velocidad no es simplemente proporcional a alguna potencia de la concentración de ese reactivo; por ejemplo, no se puede hablar de orden de reacción en la ecuación de velocidad para una reacción bimolecular entre moléculas adsorbidas :
Los prefactores −1, −2 y 3 (con signo negativo para los reactivos porque se consumen) se conocen como estequiométricos . Una molécula de A se combina con dos de B para formar 3 de C, por lo que si usamos el símbolo [X] para el número de moles de la sustancia química X, [2]
