Ley de la velocidad y orden de reacción

Para cualquier reacción, la relación entre la velocidad de reacción y las concentraciones de reactivo se puede expresar matemáticamente utilizando una ley de velocidad o la ecuación de velocidad.

En una ley de tasas, 'k' es la constante de proporcionalidad, o la constante de tasa, y 'n' es el orden de reacción con respecto a un solo reactivo, cuyo valor suele ser un número entero. En las leyes de velocidad para reacciones multirreactivo, el orden general de la reacción es la suma de todos los órdenes de reactivos.

Para cada reactivo, la velocidad de reacción, la constante de velocidad, la concentración y el orden de reacción se determinan experimentalmente.

Los órdenes de reactivos individuales suelen tomar los valores 0, 1 o 2 y, en función del orden general de la reacción, las reacciones químicas se pueden clasificar como reacciones de orden cero, de primer orden o de segundo orden.

Una reacción química de un solo reactivo, o unimolecular, para la cual la velocidad de reacción permanece constante durante toda su duración es una reacción de orden cero. El orden del reactivo en una reacción de orden cero es cero, y la concentración del reactivo se eleva a la potencia cero.

Dado que el valor de cualquier número elevado a la potencia cero es uno, la velocidad de reacción de una reacción de orden cero es igual a la constante de velocidad y, por lo tanto, independiente de la concentración del reactivo.

Una reacción química unimolecular en la que la velocidad de reacción es directamente proporcional a la concentración del reactivo es una reacción de primer orden. El orden del reactivo para una reacción de primer orden es uno, y según la ley de tasa, la concentración del reactivo se eleva a la primera potencia.

Dado que el valor de cualquier número elevado a la potencia de uno permanece igual, la velocidad de reacción de una reacción de primer orden depende directamente de la concentración del reactivo. A medida que disminuye la concentración de reactivo, la velocidad de reacción disminuye proporcionalmente de manera lineal.

Una reacción química unimolecular en la que la velocidad de reacción depende del cuadrado de la concentración del reactivo es una reacción de segundo orden. A medida que disminuye la concentración de reactivo, la velocidad de reacción disminuye exponencialmente de manera cuadrática.