Supuesto 39
Enunciado
En el estudio de la descomposición térmica del yoduro de hidrógeno (gas) se obtuvieron los siguientes resultados. Determine:
| T (°C) | 427 | 427 | 508 | 508 | | ----------------- | ----- | ----- | ---- | ---- | | (M) | 0,10 | 0,08 | 0,10 | 0,08 | | (min) | 59,00 | 73,00 | 4,20 | 5,25 |
a) Orden de reacción. Justifique la respuesta. (0,40 p) b) Constante de velocidad a 427 °C y a 508 °C. (0,20 p) c) La energía de activación en cal·mol⁻¹. (0,25 p) d) El tiempo necesario, en minutos, para que se descomponga el 80 % de HI cuando la concentración inicial es 0,05 M a 427 °C. (0,40 p)
Dato: cal·mol⁻¹·K⁻¹.
Solución
a) Orden de reacción. La clave es que el periodo de semirreacción depende de la concentración inicial, cosa que descarta de entrada el orden 1. En general, , así que comparando los dos ensayos a la misma temperatura:
A 508 °C sale exacto: , y como , resulta , es decir . A 427 °C, , que da : el mismo orden dentro del error experimental. (oficial: orden 2).
b) Constantes de velocidad. Para orden 2, :
(oficiales: 0,17 y 2,38 M⁻¹min⁻¹). Los otros dos ensayos dan 0,171 y 2,381: consistencia interna, que es la mejor prueba de que el orden 2 es correcto. Un aumento de 81 °C multiplica la velocidad por 14.
c) Energía de activación. Con K y K:
(oficial: 3,54·10⁴ cal/mol; la diferencia es de usar en vez de 1,98). Son unos 148 kJ/mol, coherentes con la ruptura del enlace H–I y con el mecanismo bimolecular clásico , uno de los primeros ejemplos históricos de reacción elemental de segundo orden.
d) Tiempo para el 80 % de descomposición. Ley integrada de segundo orden. Con M y M:
(oficial: 471 min). Merece la pena contrastarlo con el a esa concentración, min: pasar del 50 % al 80 % cuesta cuatro veces más que llegar al 50 %. Es el sello del segundo orden, que se frena brutalmente al diluirse.
supuesto-progress
Crea cuenta gratisResolución en PDF
Necesitas un correo para acceder. Sin contraseñas, sin coste. Te enviamos un enlace mágico.