Cómo clasificar órdenes de reacción química usando cinética

Las reacciones químicas se pueden clasificar en función de su cinética de reacción, el estudio de las velocidades de reacción..

La teoría cinética establece que las partículas diminutas de toda la materia están en constante movimiento y que la temperatura de una sustancia depende de la velocidad de este movimiento. El aumento del movimiento se acompaña de un aumento de la temperatura..

La forma de reacción general es:

aA + bB → cC + dD

Las reacciones se clasifican en reacciones de orden cero, de primer orden, de segundo orden o de orden mixto (orden superior).

Conclusiones clave: órdenes de reacción en química

• A las reacciones químicas se les pueden asignar órdenes de reacción que describan su cinética..
• Los tipos de pedidos son de orden cero, primer orden, segundo orden o orden mixto.
• Una reacción de orden cero procede a una velocidad constante. Una velocidad de reacción de primer orden depende de la concentración de uno de los reactivos. Una velocidad de reacción de segundo orden es proporcional al cuadrado de la concentración de un reactivo o al producto de la concentración de dos reactivos..

Reacciones de orden cero

Las reacciones de orden cero (donde orden = 0) tienen una tasa constante. La velocidad de una reacción de orden cero es constante e independiente de la concentración de reactivos. Esta velocidad es independiente de la concentración de los reactivos. La ley de tarifas es:

tasa = k, con k teniendo las unidades de M / seg.

Reacciones de primer orden

Una reacción de primer orden (donde orden = 1) tiene una velocidad proporcional a la concentración de uno de los reactivos. La velocidad de una reacción de primer orden es proporcional a la concentración de un reactivo. Un ejemplo común de una reacción de primer orden es la desintegración radiactiva, el proceso espontáneo a través del cual un núcleo atómico inestable se rompe en fragmentos más pequeños y más estables. La ley de tarifas es:

tasa = k [A] (o B en lugar de A), con k teniendo las unidades de seg^-1

Reacciones de segundo orden

Una reacción de segundo orden (donde orden = 2) tiene una velocidad proporcional a la concentración del cuadrado de un reactivo individual o al producto de la concentración de dos reactivos. La formula es:

tasa = k [A]² (o sustituya B por A o k multiplicado por la concentración de A por la concentración de B), con las unidades de la tasa constante M^-1segundo^-1

Reacciones de orden mixto o de orden superior

Las reacciones de orden mixto tienen un orden fraccional para su velocidad, como:

tasa = k [A]^1/3

Factores que afectan la velocidad de reacción

La cinética química predice que la velocidad de una reacción química aumentará por factores que aumentan la energía cinética de los reactivos (hasta cierto punto), lo que aumenta la probabilidad de que los reactivos interactúen entre sí. Del mismo modo, se puede esperar que los factores que disminuyen la posibilidad de que los reactivos colisionen entre sí disminuyan la velocidad de reacción. Los principales factores que afectan la velocidad de reacción son:

• La concentración de reactivos: una mayor concentración de reactivos conduce a más colisiones por unidad de tiempo, lo que conduce a una mayor velocidad de reacción (excepto para las reacciones de orden cero).
• Temperatura: por lo general, un aumento en la temperatura se acompaña de un aumento en la velocidad de reacción.
• La presencia de catalizadores: los catalizadores (como las enzimas) reducen la energía de activación de una reacción química y aumentan la velocidad de una reacción química sin consumirse en el proceso.. 
• El estado físico de los reactivos: los reactivos en la misma fase pueden entrar en contacto por acción térmica, pero el área superficial y la agitación afectan las reacciones entre los reactivos en diferentes fases..
• Presión: para reacciones que involucran gases, el aumento de la presión aumenta las colisiones entre los reactivos, lo que aumenta la velocidad de reacción.

Si bien la cinética química puede predecir la velocidad de una reacción química, no determina en qué medida se produce la reacción.