Ejercicio resuelto de Mecanismos de reacción (3 de 4)

Solución: \[ \text{Etapa 1:} \quad \text{N}_2\text{O}(g) \rightarrow \text{N}_2(g) + \text{O}(g) \] \[ \text{Etapa 2:} \quad \text{N}_2\text{O}(g) + \text{O}(g) \rightarrow \text{N}_2(g) + \text{O}_2(g) \] Sumamos ambas etapas: \[ \text{N}_2\text{O}(g) + \text{N}_2\text{O}(g) + \text{O}(g) \rightarrow \text{N}_2(g) + \text{O}(g) + \text{N}_2(g) + \text{O}_2(g) \] Simplificamos los intermediarios (el \(\text{O}(g)\) aparece en ambos lados de la ecuación): \[ 2\text{N}_2\text{O}(g) \rightarrow 2\text{N}_2(g) + \text{O}_2(g) \] \( \textbf{Reacción global:} \quad 2\text{N}_2\text{O}(g) \rightarrow 2\text{N}_2(g) + \text{O}_2(g) \)

Solución: Sabemos que la ecuación de velocidad experimental es: \[ v = k[\text{N}_2\text{O}] \] Esto indica que la velocidad solo depende de la concentración de \( \text{N}_2\text{O} \), y no de ningún otro reactivo. La única etapa en la que interviene una sola molécula de \( \text{N}_2\text{O} \) es la \textbf{primera etapa}: \[ \text{N}_2\text{O}(g) \rightarrow \text{N}_2(g) + \text{O}(g) \] Por tanto, esta es la \textbf{etapa determinante de la velocidad}. \( \textbf{Significado:} \) La etapa determinante de la velocidad es la más lenta del mecanismo, y por ello es la que controla la velocidad global de la reacción. Esto implica que la ecuación de velocidad de toda la reacción se deduce directamente de esta etapa lenta.

Solución: La etapa determinante de la velocidad es: \[ \text{N}_2\text{O}(g) \rightarrow \text{N}_2(g) + \text{O}(g) \] En esta etapa solo interviene una molécula de reactivo, es decir, una sola especie química. \( \textbf{Por tanto, la molecularidad de esta etapa es 1.} \) Se trata de una \textbf{reacción unimolecular}, lo que significa que la transformación ocurre a partir de una única molécula sin necesidad de colisionar con otra partícula.