Velocidad de reacción

• La velocidad de reacción mide el cambio de concentración por unidad de tiempo:

$$\text{velocidad} = -\frac{\Delta[\text{reactivo}]}{\Delta t} = +\frac{\Delta[\text{producto}]}{\Delta t}$$

• El signo negativo del reactivo asegura que la velocidad sea siempre positiva (la concentración de reactivo decrece).
• Unidades estándar: $\text{mol dm}^{-3}\text{ s}^{-1}$ (equivalente a $\text{mol L}^{-1}\text{ s}^{-1}$).
• Velocidad promedio: pendiente de la cuerda entre dos puntos de la curva concentración–tiempo.
• Velocidad inicial: pendiente de la tangente en $t = 0$; es la máxima porque la concentración de reactivo es máxima.

• Para $a\text{A} \rightarrow b\text{B}$: las velocidades se relacionan por los coeficientes:

$$-\frac{1}{a}\frac{\Delta[\text{A}]}{\Delta t} = +\frac{1}{b}\frac{\Delta[\text{B}]}{\Delta t}$$

• En $2\text{A} \rightarrow \text{B}$: A desaparece el doble de rápido que se forma B.

• Volumen de gas (jeringa de gases): si se libera un gas. Ej.: $\text{Mg} + 2\,\text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2$.
• Pérdida de masa (balanza): si el gas escapa al aire. Ej.: $\text{CaCO}_3 + 2\,\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$.
• Turbidez o color (colorímetro, "reloj"): si aparece un sólido o un color. Ej.: $\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3 + 2\,\text{HCl}$ → azufre sólido.
• Conductividad (conductímetro): si cambia el número o tipo de iones.
• pH (pH-metro): si se consumen o generan $\text{H}^+$.
• Velocidad relativa con el método "reloj": para la misma cantidad fija de producto, $\text{velocidad} \propto 1/t$.

• Problema: La concentración de $\text{A}$ baja de $1{,}00\ \text{mol dm}^{-3}$ a $0{,}72\ \text{mol dm}^{-3}$ en $60\ \text{s}$. Calcula la velocidad promedio de desaparición.
• $\text{velocidad} = -(0{,}72 - 1{,}00)/60 = -(-0{,}28)/60 = 4{,}7 \times 10^{-3}\ \text{mol dm}^{-3}\text{ s}^{-1}$.
• En otro experimento de turbidez: $t_1 = 45\ \text{s}$ y $t_2 = 15\ \text{s}$ → factor de velocidad $= t_1/t_2 = 45/15 = 3$ (la velocidad se triplicó).

• Error frecuente: usar la concentración a secas en lugar del cambio de concentración $\Delta[\text{A}]$ en la fórmula. La velocidad requiere $\Delta[\ ]$, no $[\ ]$.
• Error frecuente: reportar la velocidad de un reactivo como negativa — el signo negativo en la fórmula ya compensa; el resultado siempre debe ser positivo.
• La curva $[\text{reactivo}]$–$t$ parte empinada (velocidad máxima) y se aplana al agotarse el reactivo, porque bajan las colisiones eficaces por segundo.
• Al estimar la velocidad inicial desde una gráfica, traza la tangente en $t = 0$ y calcula su pendiente.
• En el método "reloj", la cantidad de producto que aparece es la misma en todos los ensayos — por eso $v \propto 1/t$ es válido.