Mecanismo de reacción y la ley de velocidad

un mecanismo es la secuencia de pasos elementales por la que se desarrolla una reacción si analizamos esta reacción aquí tenemos dióxido de nitrógeno más monóxido de carbono que nos da óxido de nitrógeno y dióxido de carbono nuestros reactivos no se transforman en productos en un solo paso en realidad hay un mecanismo para que la reacción se desarrolle este es un posible mecanismo que tiene dos pasos elementales en el primer paso observen que tenemos no2 más n otros para obtener n o más n o tres y en el segundo paso el n o tres que acabamos de obtener reacciona con seo para producir n otros más co2 cualquier mecanismo debe de tener pasos elementales y si juntamos estos dos pasos obtendremos la reacción general damos todos los reactivos de un lado nos queda n otros n otros más n o tres más c y luego pongamos todos los productos de un lado aquí tenemos n o más n o tres más n o dos más autos ahora analicemos los dos lados y veamos que podemos cancelar aquí tenemos un no2 que se cancela con este no2 de la derecha también tenemos un n o tres que se cancela con este veamos que nos ha quedado del lado izquierdo nos quedamos con n o dos más o así que nos quedó dióxido de nitrógeno más monóxido de carbono y del lado de los productos nos quedó óxido de nitrógeno no2 sido de carbono co2 entonces al juntar los vasos elementales 1 y 2 del mecanismo obtuvimos esta reacción general que es la misma que tenemos aquí arriba así que este es un posible mecanismo para esta reacción ahora observen que aquí tenemos este no3 que obtuvimos en el primer paso y observen que en el segundo paso el n o 3 se consume a esto se le llama intermediario este es un intermediario significa que se produce en un paso y se consume en otro paso del mecanismo un intermediario no es un reactivo ni tampoco un producto simplemente es algo que aparece durante la reacción y que si logramos detectarlo nos ayuda a entender mejor cómo ocurre el mecanismo un posible mecanismo también debe coincidir con la ley de velocidad experimental de la reacción general nuestra reacción general es 1 no2 + no sé a qué nos da 1 n 1 0 2 y la ley de velocidad obtenida experimentalmente para esta reacción es velocidad de reacción es igual a la constante de velocidad k por la concentración de no2 al cuadrado así que la reacción este segundo orden respecto al dióxido de nitrógeno se observa en la reacción general balanceada aquí tenemos el dióxido de nitrógeno pero tiene un coeficiente de 1 así que no podemos tomar el coeficiente y convertirlo en el exponente porque experimentalmente se determinó que el exponente es 2 entonces solo podemos usar el coeficiente como exponente cuando hablamos de reacciones elementales por otro lado esta reacción este orden cero respecto al monóxido de carbono por eso no aparece en la ley de velocidad entonces análisis tenemos el mecanismo y tratemos de explicar la ley de velocidad que se obtuvo experimentalmente en el primer paso del mecanismo se forma el intermediario no3 y este es el paso lento del mecanismo en el segundo paso el intermediario no3 reacciona para formar otros productos y este es el paso rápido del mecanismo así que el paso lento se le conoce como el paso determinante de la velocidad de reacción el paso 1 de este mecanismo es el paso determinante de la velocidad por ejemplo digamos que el paso 1 se tarda un segundo es decir se necesita de un segundo para formar el intermediario y supongamos que el segundo paso al ser más rápido solo necesita 1 x 10 a la menos 8 segundos entonces cuál es el tiempo total de la reacción simplemente sumamos 1 más 1 por 10 a la menos 8 que es igual a aproximadamente un segundo así que el paso más lento determina el tiempo de reacción porque en este caso el paso lento tarda un segundo y eso es aproximadamente lo que tarda toda la reacción así que al tratar de encontrar la velocidad de toda la reacción esto es igual a la velocidad del paso determinante y podemos saber la velocidad de ese paso determinante porque el paso 1 es una reacción elemental así que podemos aplicar lo que vimos en vídeos anteriores la velocidad es igual a la constante de velocidad que para el paso 1 es k 1 k subíndice 1 la concentración de nuestros reactivos que en este caso tenemos no2 y como tiene un coeficiente de 1 recuerden que para una reacción elemental podemos usar el coeficiente como exponente así que nos queda a la primera potencia por la concentración de otro no2 no2 y como también tiene un coeficiente de 1 entonces nos queda 1 de exponente esta es la ley de velocidad para el paso determinante de la reacción y si la factory zamo se nos queda que la velocidad es igual a la constante k 1 por la concentración de no2 al cuadrado observen que esta es la misma ley de velocidad que se determinó experimentalmente así que este mecanismo si coincide con la ley de velocidad de experimental es nuestra reacción general este segundo orden respecto al dióxido de nitrógeno y de orden cero respecto al monóxido de carbono observen que el monóxido de carbono aparece hasta el segundo paso no en el paso determinante por eso es de orden cero no se toma en cuenta también observen que esta constante cada uno debe ser igual a la constante k de la reacción general