La cinética, o velocidad de reacción química, representa uno de los temas más complejos que enfrentan los estudiantes de química de la escuela secundaria y la universidad. La velocidad de una reacción química describe cómo las concentraciones de productos y reactivos cambian con el tiempo. A medida que avanza la reacción, la velocidad tiende a disminuir porque la posibilidad de una colisión entre los reactivos disminuye progresivamente. Por lo tanto, los químicos tienden a describir las reacciones por su velocidad "inicial", que se refiere a la velocidad de reacción durante los primeros segundos o minutos.

En general, los químicos representan reacciones químicas en la forma

aA + bB ---> cD + dD,

donde A y B representan reactivos, C y D representan productos, y a, b, c y d representan sus respectivos coeficientes en la ecuación química equilibrada. La ecuación de velocidad para esta reacción es entonces

velocidad \u003d (-1 ÷ a) d [A] ÷ dt \u003d (-1 ÷ b) d [B] ÷ dt \u003d (1 ÷ c) d [C ] ÷ dt \u003d (1 ÷ d) d [D] ÷ dt,

donde los corchetes indican la concentración del reactivo o producto; a, b, cyd representan los coeficientes de las ecuaciones químicas balanceadas; yt representa el tiempo.

1. Ecuación de equilibrio
   
   

   Escriba una ecuación química equilibrada para la reacción bajo investigación. Como ejemplo, considere la reacción del peróxido de hidrógeno, H2O2, descomponiéndose en agua, H2O y oxígeno, O2:
   

   H2O2 (2) ---> H2O (2) + O2.
   

   Las reacciones "equilibradas" contienen el mismo número de cada tipo de átomo en los lados izquierdo y derecho de la flecha. En este caso, ambos lados contienen cuatro átomos de hidrógeno y dos átomos de oxígeno.
   

2. Construir ecuación de velocidad
   
   

   Construya la ecuación de velocidad basada en la ecuación dada en la Introducción. Continuando con el ejemplo del paso 1:
   

   tasa \u003d - (1 ÷ 2) d [H2O2] ÷ dt \u003d (1 ÷ 2) d [H2O] ÷ dt \u003d (1 ÷ 1) d [O2] ÷ dt.
   

3. Sustituir datos
   
   

   Sustituir los datos de concentración y tiempo en la ecuación del paso 2 según la información disponible en el problema u obtenida durante un experimento. Por ejemplo, para la reacción descrita anteriormente, suponga que se obtuvieron los siguientes datos:
   

   tiempo (s), [H2O2] (M) 0, 0.250 10, 0.226
   

   Estos datos indican que después 10 segundos, la concentración de peróxido de hidrógeno disminuyó de 0.250 moles por litro a 0.226 moles por litro. La ecuación de velocidad se convierte en
   

   velocidad \u003d - (1 ÷ 2) d [H2O2] ÷ dt \u003d - (1 ÷ 2) (0.226 - 0.250) ÷ 10 \u003d 0.0012 M /s.
   

   Este valor representa la velocidad inicial de la reacción.