La diferencia clave entre la expresión de velocidad y la ley de velocidad es que la expresión de velocidad proporciona la velocidad de aparición o desaparición de productos o reactivos, mientras que la ley de velocidad proporciona la relación entre la velocidad y la concentración o presión de los reactivos.
Cuando uno o más reactivos se convierten en productos, pueden sufrir diferentes modificaciones y cambios de energía. Los enlaces químicos en los reactivos se rompen y se forman nuevos enlaces para generar productos que son totalmente diferentes de los reactivos. Esta modificación química se conoce como reacciones químicas. La expresión de velocidad y la ley de velocidad son conceptos químicos importantes que podemos describir en las reacciones químicas.
¿Qué es la expresión de tasa?
La expresión de velocidad es la forma de representar el cambio en la concentración del reactivo durante el tiempo de reacción. Podemos dar esta expresión usando cualquiera de los reactivos y productos de la reacción. Al dar la expresión de velocidad con respecto a los reactivos, debemos usar un signo menos porque, durante la reacción, la cantidad de reactivo disminuye con el tiempo. Al escribir la expresión de tasa usando productos, se usa el signo más porque la cantidad de productos aumenta con el tiempo.
Además, debemos considerar las relaciones estequiométricas al dar la expresión de tasa para igualar todas las expresiones de tasa dadas de cualquier manera. Por ejemplo, consideremos la siguiente reacción química y las expresiones de velocidad que podemos dar para ella:
2X + 3Y ⟶ 5Z
Las siguientes expresiones de velocidad son posibles para la reacción anterior:
¿Qué es la ley de tasas?
La ley de velocidad es la expresión matemática de la velocidad de una reacción que incluye la relación entre la velocidad de los reactivos y la velocidad del producto. Podemos determinar estos datos matemáticos experimentalmente y también podemos verificar la relación. Hay dos formas principales en las que podemos escribir una ley de velocidad; ley de tasa diferencial y ley de tasa integrada.
Ley de tasa diferencial
La ley de velocidad diferencial es la forma de expresar la velocidad de reacción usando el cambio en la concentración de uno o más reactivos. Aquí, consideramos el cambio de la concentración de los reactivos durante un período de tiempo específico. Llamamos a este intervalo de tiempo como Δt. Podemos nombrar el cambio en la concentración del reactivo "R" como Δ[R]. Consideremos un ejemplo para entender cómo escribir una ley de tasa diferencial. Para una reacción en la que el reactivo "A" se descompone para dar los productos y k es la constante de velocidad mientras que n es el orden de esta reacción, entonces la ecuación para esta velocidad es la siguiente:
A ⟶ productos
La ley de tasa diferencial es la siguiente:
Ley de tasa integrada
La ley de velocidad integrada es la forma de expresar la velocidad de reacción en función del tiempo. Podemos obtener esta expresión usando la ley de tasa diferencial a través de la integración de la ley de tasa diferencial. También podemos obtener esta ley de tasa integrada a partir de una tasa ordinaria.
Por ejemplo, para los productos de la reacción A ⟶, la ley de velocidad ordinaria es la siguiente:
Tasa (r)=k[A]
donde k es la constante de velocidad y [A] es la concentración del reactivo A. Si consideramos un pequeño intervalo de tiempo, podemos escribir la ecuación anterior de la siguiente manera:
Aquí usamos el signo menos (–) porque A es el reactivo y con el aumento del tiempo, la concentración de A disminuye. Entonces podemos obtener una relación de la siguiente manera combinando las dos ecuaciones anteriores:
Para un cambio muy pequeño en la concentración del reactivo en un intervalo de tiempo muy pequeño, podemos escribir la ecuación de la siguiente manera:
O
Entonces, al integrar esta ecuación, podemos obtener la siguiente relación:
ln[A]=-kt + constante
Por lo tanto, cuando el tiempo es cero o t=0, ln[A] es la concentración inicial del reactivo A (podemos darlo como [A]0) ya que en t=0, –kt=0 entonces ln[A]0=constante. Para una reacción de primer orden, la ley de velocidad integrada es,
ln[A]=ln[A]0 – kt
¿Cuál es la diferencia entre la expresión de tasa y la ley de tasa?
La expresión de velocidad y la velocidad aw son dos formas de dar detalles sobre la velocidad de una reacción. La diferencia clave entre la expresión de velocidad y la ley de velocidad es que la expresión de velocidad da la velocidad de aparición o desaparición de productos o reactivos, mientras que la ley de velocidad proporciona la relación entre la velocidad y la concentración o presión de los reactivos.
La siguiente infografía resume la diferencia entre la expresión de tasa y la ley de tasa.
Resumen: expresión de tasa frente a ley de tasa
La expresión de velocidad y la ley de velocidad son dos formas de dar detalles sobre la velocidad de una reacción. La diferencia clave entre la expresión de velocidad y la ley de velocidad es que la expresión de velocidad da la velocidad de aparición o desaparición de productos o reactivos, mientras que la ley de velocidad da la relación entre la velocidad y la concentración o presión de los reactivos.
