Diferencia entre las reacciones de primer y segundo orden

los diferencia clave entre las reacciones de primer y segundo orden es que la velocidad de las reacciones de primer orden depende de la primera potencia de la concentración de reactante en la ecuación de velocidad, mientras que la velocidad de las reacciones de segundo orden depende de la segunda potencia del término de concentración en la ecuación de velocidad.

El orden de una reacción es la suma de las potencias a las que se elevan las concentraciones de reactantes en la ecuación de la ley de velocidad. Hay varias formas de reacciones de acuerdo con esta definición; Reacciones de orden cero (estas reacciones no dependen de la concentración de reactantes), reacciones de primer orden y reacciones de segundo orden..

CONTENIDO

1. Resumen y diferencia clave
2. ¿Qué son las reacciones de primer orden?
3. ¿Qué son las reacciones de segundo orden?
4. Comparación lado a lado: reacciones de primer a segundo orden en forma tabular
5. Resumen

¿Qué son las reacciones de primer orden??

Las reacciones de primer orden son reacciones químicas cuya velocidad de reacción depende de la concentración molar de uno de los reactivos que participan en la reacción. Por lo tanto, de acuerdo con la definición anterior para el orden de reacción, la suma de las potencias a las que se elevan las concentraciones de reactantes en la ecuación de la ley de velocidad siempre será 1. Puede haber un solo reactivo que participe en estas reacciones. Entonces, la concentración de ese reactivo determina la velocidad de la reacción. Pero a veces, hay más de un reactivo que participa en estas reacciones, entonces uno de estos reactivos determinará la velocidad de la reacción.

Consideremos un ejemplo para entender este concepto. En la reacción de descomposición de N₂O₅, forma NO₂ y O₂ Los gases como productos. Ya que tiene un solo reactivo, podemos escribir la reacción y la ecuación de velocidad de la siguiente manera.

2N₂O_{5 (g)}     → 4NO_{2 (g)}    +    O_{2 (g)}

Tasa = k [N₂O_{5 (g)}]^metro

Aquí k es la constante de velocidad para esta reacción y m es el orden de la reacción. Por lo tanto, a partir de determinaciones experimentales, el valor de m es 1. Por lo tanto, esta es una reacción de primer orden.

¿Qué son las reacciones de segundo orden??

Las reacciones de segundo orden son reacciones químicas cuya velocidad de reacción depende de la concentración molar de dos de los reactivos o de la segunda potencia de un reactivo que participa en la reacción. Por lo tanto, según la definición anterior para el orden de reacción, la suma de las potencias a las que se elevan las concentraciones de reactantes en la ecuación de la ley de velocidad siempre será 2. Si hay dos reactivos, la velocidad de reacción dependerá de la primera potencia de la concentración de cada reactivo.

Figura 01: una gráfica que compara los dos tipos de orden de reacción usando su tiempo de reacción y la concentración de reactivo.

Si aumentamos la concentración de un reactivo en 2 veces (si hay dos reactivos en la ecuación de velocidad), entonces la velocidad de reacción aumenta en 4 veces. Por ejemplo, consideremos la siguiente reacción..

2A → P

Aquí A es un reactivo y P es el producto. Entonces, si esta es una reacción de segundo orden, la ecuación de velocidad para esta reacción es la siguiente.

Tasa = k [A]²

Pero para una reacción con dos reactivos diferentes como el siguiente;

A + B → P

Tasa = k [A]¹[SEGUNDO]¹

¿Cuál es la diferencia entre las reacciones de primer y segundo orden??

Las reacciones de primer orden son reacciones químicas cuya velocidad de reacción depende de la concentración molar de uno de los reactivos que participan en la reacción. Por lo tanto, si aumentamos la concentración de reactivo 2 veces, la velocidad de reacción aumenta 2 veces. Las reacciones de segundo orden son reacciones químicas cuya velocidad de reacción depende de la concentración molar de dos de los reactivos o de la segunda potencia de un reactivo que participa en la reacción. Por lo tanto, si aumentamos la concentración de reactivo 2 veces, la velocidad de reacción aumenta 4 veces. La siguiente infografía presenta la diferencia entre las reacciones de primer y segundo orden en forma tabular..

Resumen - Reacciones de primer y segundo orden

Hay tres tipos principales de reacciones según el orden de la reacción; Reacciones de orden cero, primer orden y segundo orden. La diferencia clave entre las reacciones de primer y segundo orden es que la velocidad de una reacción de primer orden depende de la primera potencia de la concentración de reactivo en la ecuación de velocidad, mientras que la velocidad de una reacción de segundo orden depende de la segunda potencia del término de concentración en el ecuación de velocidad.

Referencia:

1. Libretextos. “Métodos para determinar el orden de reacción”. Chemistry LibreTexts, Libretexts, 5 de junio de 2017. Disponible aquí