Medición de la velocidad de reacción

Idea central en 30 segundos

• Medir la velocidad es medir qué tan rápido desaparece un reactivo o aparece un producto.
• Solo es una división: cambio de concentración entre cambio de tiempo.
• Si sabes leer una gráfica de concentración contra tiempo, ya sabes medir la velocidad.

1. ¿Qué estamos midiendo exactamente?

• Reactivo: sustancia que se gasta durante la reacción.
• Producto: sustancia nueva que se forma.
• Concentración [A]: cuánta sustancia hay por litro de mezcla.
• Intervalo de tiempo Δt: tiempo que pasa.
• Velocidad de reacción v: qué tan rápido cambia la concentración.

Fórmula básica:

$$v = -\frac{\Delta [reactivo]}{\Delta t} = +\frac{\Delta [producto]}{\Delta t}$$

• $\Delta$ significa cambio: final menos inicial.
• Signo - con reactivos: compensa que su concentración baja y deja v positiva.
• Signo + con productos: mantiene v positiva porque su concentración sube.
• Unidad típica: $mol \cdot L^{-1} \cdot s^{-1}$

2. Cada sustancia va a su propio ritmo

• Para $aA + bB \rightarrow cC + dD$, a, b, c, d son coeficientes estequiométricos.
• No se comparan los cambios directamente, se divide cada uno entre su coeficiente:

$$v = -\frac{1}{a} \frac{\Delta [A]}{\Delta t} = -\frac{1}{b} \frac{\Delta [B]}{\Delta t} = +\frac{1}{c} \frac{\Delta [C]}{\Delta t} = +\frac{1}{d} \frac{\Delta [D]}{\Delta t}$$

• Así v es única para toda la reacción.

3. Velocidad media y velocidad instantánea

• En la gráfica concentración contra tiempo, la velocidad es la pendiente.
• La curva baja para reactivos y sube para productos.
• Velocidad media: promedio en un intervalo largo, pendiente de la recta que une dos puntos lejanos.
• Velocidad instantánea: rapidez en un instante exacto, pendiente de la tangente en ese punto.
• La velocidad casi siempre disminuye con el tiempo porque queda menos reactivo.

4. ¿Cómo se mide en el laboratorio?

• No se cuentan moléculas, se mide una propiedad fácil que cambia con la concentración:
• Color: si hay color fuerte, como yodo marrón que se aclara.
• Gas formado: volumen recogido en jeringa, como O2 del H2O2.
• pH: si cambia la acidez por liberación de H+.
• Conductividad: si cambian los iones en el agua.
• Masa: pérdida de masa en balanza si escapa un gas como CO2.
• Con esos datos se hace la tabla de concentración contra tiempo.

5. Ejemplo esencial

• Reacción: $2H2O2 \rightarrow 2H2O + O2$
• En t = 0 s: 0,500, en t = 100 s: 0,300 en $mol \cdot L^{-1}$

En resumen

• Medir v es dividir cambio de concentración entre tiempo, con - para reactivos y + para productos.
• La v de la reacción es única: cada cambio se divide entre su coeficiente.
• Velocidad es pendiente: recta entre dos puntos para la media, tangente para la instantánea.
• En laboratorio se mide color, gas, pH, conductividad o masa para obtener la concentración.