Ejercicio - Factores que influyen en la velocidad

Solución: La ecuación de velocidad se construye a partir de los órdenes parciales dados: - Primer orden respecto al \( \text{O}_2 \) - Segundo orden respecto al \( \text{CO} \) \[ v = k[\text{CO}]^2[\text{O}_2] \] \( \textbf{Orden total de la reacción:} \) El orden total es la suma de los órdenes parciales: \[ \text{Orden total} = 2 + 1 = 3 \] \( \textbf{Unidades de la constante de velocidad } (k): \) Sabemos que la velocidad se mide en: \[ v = \frac{\Delta [\text{reactivo}]}{\Delta t} \Rightarrow \text{mol} \cdot \text{L}^{-1} \cdot \text{s}^{-1} \] Para una reacción de orden 3, las unidades de \( k \) deben compensar las unidades de concentración al cubo: \[ [k] = \frac{\text{mol} \cdot \text{L}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}}{(\text{mol} \cdot \text{L}^{-1})^3} = \text{L}^2 \cdot \text{mol}^{-2} \cdot \text{s}^{-1} \] \( \textbf{Por tanto, las unidades de } k \text{ son } \text{L}^2 \cdot \text{mol}^{-2} \cdot \text{s}^{-1}. \)

Solución: \( \textbf{Respuesta: La velocidad aumentará.} \) \( \text{La constante de velocidad } k \text{ depende de la temperatura, tal como indica la ecuación de Arrhenius:} \) \[ k = A \cdot e^{-E_a / (RT)} \] \( \text{donde } A \text{ es el factor de frecuencia, } E_a \text{ la energía de activación, } R \text{ la constante de los gases y } T \text{ la temperatura absoluta.} \) \( \text{Al aumentar } T, \text{ el exponente } \left( \frac{-E_a}{RT} \right) \text{ disminuye, por lo que } e^{-E_a / RT} \text{ aumenta, y en consecuencia también } k. \) \( \text{Dado que } v = k[\text{CO}]^2[\text{O}_2], \text{ si } k \text{ aumenta, la velocidad también aumenta.} \) \( \textbf{Conclusión:} \quad \text{Un aumento de temperatura incrementa la velocidad de la reacción.} \)

Solución: \( \textbf{Respuesta: Sí, la velocidad aumentará.} \) \( \text{Cuando se disminuye el volumen del recipiente y se mantiene la temperatura constante, la presión del sistema aumenta.} \) \( \text{Como los reactivos son gases, un aumento de presión implica un aumento de concentración, según la ley } P \propto [C]. \) \( \text{La velocidad de la reacción depende de la concentración de los reactivos:} \) \[ v = k[\text{CO}]^2[\text{O}_2] \] \( \text{Por tanto, si aumenta la concentración de } \text{CO} \text{ y } \text{O}_2, \text{ también lo hace la velocidad.} \) \( \textbf{Conclusión:} \quad \text{Reducir el volumen a temperatura constante incrementa la velocidad de la reacción.} \)