La expresión matemática de la Ley de Velocidad nos muestra la dependencia de la velocidad de reacción VR con la concentración de cada reactivo y con la temperatura:
K(T) : Es la constante de velocidad de reacción, la cual depende en gran medida de la temperatura, en algunos libros tiene el nombre de coeficiente cinético de reacción.
∝ : Sería el orden de reacción respecto al reactivo A.
β : Es el orden de reacción respecto al reactivo B.
∝ + β : La suma de ambos órdenes se denomina orden total de la reacción global.
El orden de la reacción controla cómo afecta la concentración (o presión, si el componente es gaseoso) sobre la velocidad de reacción VR.
Si nos fijamos en la ecuación,los exponentes denominadas órdenes de reacción alfa y beta (∝ y β) dependen del mecanismo de reacción.
Se debe tener en cuenta que los órdenes de reacción (∝ y β) no siempre coinciden con los coeficientes estequiométricos. Solo coinciden en las reacciones elementales.
Combinación de las ecuaciones de Velocidad de reacción y la Ley de velocidad
Si combinamos ambas ecuación, se puede obtener una expresión para la velocidad de cambio en la concentración, siempre que se considere un sistema cerrado con un volumen constante.
Para una reacción química hipotética del tipo: a A + b B → c C + d D
Ecuación 1
Ecuación 2
Combinada
La importancia de esta ecuación combinada es que nos permite predecir la dependencia de la rapidez de reacción con las concentraciones de reactivos, lo cual es uno de los objetivos básicos de la cinética química.
Se puede expresar la variación de concentración de cualquier reactivo o producto con la velocidad de la reacción. Tales cambios de concentraciones se pueden determinar experimentalmente.
Reacción Elemental
Es aquella que se produce en un solo paso o etapa. Las reacciones elementales tienen dos características que las distinguen:
- Los coeficientes de cada reactivo representan los órdenes de reacción respectivos, es decir, los órdenes de reacción coinciden con los coeficientes estequiométricos.
- La molecularidad coincide con el orden de la reacción. La molecularidad es el numero real de moléculas que participan en un proceso elemental.