Orden de reacción

Resumen rápido: el orden te dice cuánto depende la rapidez de la cantidad de cada reactivo. Si pones el doble de un reactivo, el orden te dice si la rapidez no cambia, se duplica o se cuadruplica.

1. Conceptos base

• Rapidez de reacción (v): qué tan rápido desaparecen los reactivos o aparecen los productos. Se mide en moles por litro por segundo.
• Ley de velocidad: ecuación que relaciona v con las concentraciones. Para dos reactivos A y B:

$$v = k [A]^m [B]^n$$

• Constante de velocidad (k): número propio de cada reacción a una temperatura dada. Te dice qué tan rápida es por naturaleza.
• Concentración ([A], [B]): cantidad de reactivo en cada litro. A más partículas, hay más choques.
• Orden parcial (m, n): exponente que lleva cada reactivo. Te dice qué tan sensible es v a ese reactivo.
• Orden total (m + n): suma de todos los órdenes parciales. Resume la sensibilidad de toda la reacción.
• Regla clave: m y n no se adivinan a partir de la ecuación balanceada. Solo se descubren con experimentos.

2. Analogía para entenderlo: la limonada

• Orden 0: ya tienes la mesa llena de vasos y no puedes ir más rápido. Poner más limones no ayuda, v no cambia.
• Orden 1: con el doble de azúcar haces el doble de limonada en el mismo tiempo, v copia el cambio de [A].
• Orden 2: duplicar la ayuda hace que avances cuatro veces más rápido porque colaboran, v cambia con [A] al cuadrado.

3. Los órdenes más comunes

$$v = k$$

| | 1 | Le afecta de forma directa | Se duplica, se multiplica por 2 |

$$v = k [A]$$

| | 2 | Le afecta al cuadrado, muy fuerte | Se cuadruplica, se multiplica por 4 |

$$v = k [A]^2$$

|

• En preuniversitario trabajarás casi siempre con 0, 1 y 2.

4. Cómo se encuentra el orden

Con el método de las velocidades iniciales: cambia la concentración de un solo reactivo a la vez y mira qué le pasa a v.

Ejemplo: reacción A + B -> C

• Experimento 1: [A] = 0.10 M, [B] = 0.10 M, v = 3.0 unidades
• Experimento 2: [A] = 0.20 M, [B] = 0.10 M, v = 6.0 unidades
• Experimento 3: [A] = 0.10 M, [B] = 0.20 M, v = 12.0 unidades

Paso 1: Escribe la forma general

$$v = k [A]^m [B]^n$$

Tu meta es encontrar m y n.

Paso 2: Halla m comparando 1 con 2

• [B] vale lo mismo en ambos, 0.10 M, así que el cambio de v solo se debe a [A].
• [A] pasa de 0.10 a 0.20, se multiplica por 2. v pasa de 3.0 a 6.0, también se multiplica por 2.
• Si duplicar [A] duplica v, entonces m = 1. En números: 2^m = 2.

Paso 3: Halla n comparando 1 con 3

• [A] vale lo mismo en ambos, 0.10 M, así aíslas el efecto de [B].
• [B] pasa de 0.10 a 0.20, se multiplica por 2. v pasa de 3.0 a 12.0, se multiplica por 4.
• Si duplicar [B] cuadruplica v, entonces n = 2. En números: 2^n = 4.

Paso 4: Escribe la ley completa y calcula el orden total

$$v = k [A] [B]^2$$

Orden total = m + n = 1 + 2 = 3. Es de orden 3 o de tercer orden.

5. Ideas clave para el examen

• Orden parcial es el exponente de cada reactivo y orden total es m + n.
• Orden 0 significa que v no cambia, orden 1 que v se duplica y orden 2 que v se cuadruplica al duplicar ese reactivo.
• El orden no sale de los coeficientes de la ecuación balanceada, se mide en el laboratorio cambiando un reactivo a la vez.
• Para hallarlo, compara dos experimentos donde solo cambia [A] o solo cambia [B] y usa la relación: factor de cambio de v = (factor de cambio de concentración) elevado al orden.