Se ha propuesto el mecanismo siguiente para la reacción de NO con H2 para formar N2 O y H2 O : N

step 1 All right, so first we're going to add up the reaction. So we see that we have N2O2 on both side

Se ha propuesto el mecanismo siguiente para la reacción de...

Se ha propuesto el mecanismo siguiente para la reacción de $\mathrm{NO}$ con $\mathrm{H}_2$ para formar $\mathrm{N}_2 \mathrm{O}$ y $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ : $$ \mathrm{NO}(\mathrm{g})+\mathrm{NO}(\mathrm{g}) \longrightarrow \mathrm{N}_2 \mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) $$ $$ \mathrm{N}_2 \mathrm{O}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{H}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{N}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g}) $$ (a) Muestre que la suma de los pasos elementales del mecanismo propuesto da una ecuación balanceada de la reacción. (b) Escriba una ecuación de velocidad de cada paso elemental del mecanismo. (c) Identifique los intermediarios del mecanismo. (d) La ecuación de velocidad que se observa es velocidad $=k[\mathrm{NO}]^2\left[\mathrm{H}_2\right]$. Si el mecanismo propuesto es correcto, ¿qué se concluye acerca de las velocidades relativas de los pasos primero y segundo?

Se ha propuesto el mecanismo siguiente para la reacción de $\mathrm{NO}$ con $\mathrm{H}_2$ para formar $\mathrm{N}_2 \mathrm{O}$ y $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ :
$$
\mathrm{NO}(\mathrm{g})+\mathrm{NO}(\mathrm{g}) \longrightarrow \mathrm{N}_2 \mathrm{O}_2(\mathrm{~g})
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\mathrm{N}_2 \mathrm{O}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{H}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{N}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})
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(a) Muestre que la suma de los pasos elementales del mecanismo propuesto da una ecuación balanceada de la reacción. (b) Escriba una ecuación de velocidad de cada paso elemental del mecanismo. (c) Identifique los intermediarios del mecanismo. (d) La ecuación de velocidad que se observa es velocidad $=k[\mathrm{NO}]^2\left[\mathrm{H}_2\right]$. Si el mecanismo propuesto es correcto, ¿qué se concluye acerca de las velocidades relativas de los pasos primero y segundo?

Key Concepts

Paso Determinante de la Velocidad

Este término se refiere al paso elemental más lento del mecanismo, que actúa como cuellos de botella en la reacción. La velocidad global de la reacción depende mayormente de este paso, por lo que debe coincidir con la dependencia de la ley de velocidad observada experimentalmente.

Mecanismo de Reacción

Este concepto se refiere a la secuencia de pasos elementales que ocurren para transformar reactivos en productos. Entender un mecanismo de reacción implica identificar cada uno de los eventos individuales y cómo se combinan para dar lugar a la reacción global. Es esencial para conectar la teoría cinética con la observada ley de velocidad experimental.

Pasos Elementales

Son las reacciones individuales que ocurren de forma secuencial o en competición dentro del mecanismo global. Cada paso elemental tiene su propia ecuación de velocidad y suele implicar un número pequeño de moléculas (generalmente uno o dos), lo que permite escribir ecuaciones de velocidad basadas en la teoría de colisiones.

Ecuación Global Balanceada

La suma algebraica de los pasos elementales debe dar la ecuación global de la reacción, cumpliendo con la conservación de la masa y el balance de átomos. Este proceso es necesario para validar que el mecanismo propuesto realmente conduce a los productos y reactivos adecuados.

Ley de Velocidad

Este concepto implica analizar y escribir la relación que describe la velocidad de cada paso elemental en función de las concentraciones de los reactivos. La forma de la ley de velocidad, derivada teóricamente a partir del mecanismo, debe concordar con la ley empírica observada experimentalmente.

Intermediarios

Son especies químicas que se forman en uno de los pasos elementales pero no aparecen en la ecuación global de la reacción. Juegan un papel crucial en el mecanismo al conectar distintos pasos, y su identificación es vital para comprender la transformación completa de reactivos a productos.

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