Tasa de ecuación
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 los 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, generalmente en moles por litro ( molaridad , M). Los exponentes x y y son las parciales órdenes de reacción para A y B y el general orden de reacción 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 tales como temperatura, fuerza iónica, área de superficie de un adsorbente o irradiación de luz.. Si la reacción se completa, la ecuación de velocidad para la velocidad de reacción se aplica durante el transcurso 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 para cada reactivo. El orden general de la reacción, 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 tener o no 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 manera confiable 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 se utiliza para la deducción del mecanismo de reacción .
La ecuación de velocidad de una reacción con un supuesto mecanismo de varios pasos a menudo se puede derivar teóricamente utilizando supuestos de estado cuasi-estacionario de las reacciones elementales subyacentes, y compararse con la ecuación de velocidad experimental como una prueba del mecanismo supuesto. La ecuación puede involucrar 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 del orden de reacción en la ecuación de velocidad para una reacción bimolecular entre moléculas adsorbidas :
Los prefactores -1, -2 y 3 (con signos negativos para los reactivos porque se consumen) se conocen como coeficientes estequiométricos . Una molécula de A se combina con dos de B para formar 3 de C, así que si usamos el símbolo [X] para el número de moles de la sustancia química X, [2]
