Mecanismos de reacción

16.   Se ha encontrado experimentalmente que la reacción:   es de segundo orden respecto del NO y de primer orden respecto al O₂. De los siguientes mecanismos propuestos, ¿cuál es compatible con la ecuación de velocidad?

a)  .

b)     (rápido).

   (lento).

c)      (rápido).

   (lento).

a)  La ecuación de velocidad de esta reacción elemental será:

Como vemos, es compatible con lo hallado experimentalmente, que nos dice que es de segundo orden con respecto a la concentración de monóxido de nitrógeno y de primer orden con respecto a la de oxígeno.

b)  La ecuación de velocidad de este mecanismo será la de la etapa más lenta, que es la que limita la velocidad de la reacción:

Como el N₂O₂ es un intermedio, calculamos su concentración a través de la expresión de la constante de equilibrio de la primera reacción:

Substituyendo ahora esta concentración en la ecuación de velocidad anterior, ésta nos quedará:

Por lo que, es compatible con lo hallado experimentalmente.

c)   Al igual que la del apartado anterior, la velocidad será la de la etapa más lenta:

Como el nitrógeno es un intermedio de la reacción, calculamos su concentración valiéndonos de la expresión de la constante de equilibrio de la primera reacción:

Sustituimos esta concentración en la ecuación de velocidad:

Como vemos también es compatible con lo hallado experimentalmente.

Los tres mecanismos son compatibles, de todas formas, el menos probable es el del apartado a), ya que en él se tiene que producir el choque de tres moléculas, dos de monóxido de nitrógeno y una de oxígeno.