Velocidad de una reacción
Dos científicos del siglo XX, Leonor Michaelis y Maud Leonora Menten, propusieron el modelo conocido como cinética de Michaelis-Menten para explicar la dinámica enzimática. El modelo sirve para explicar cómo una enzima puede provocar un aumento de la velocidad cinética de una reacción y explica cómo la velocidad de reacción depende de la concentración de enzima y sustrato.
La enzima interactúa con el sustrato uniéndose a su sitio activo para formar el complejo enzima-sustrato, ES. A esta reacción le sigue la descomposición de la ES para regenerar la enzima libre, E, y el nuevo producto, P.
Para empezar nuestra discusión sobre la cinética de las enzimas, definamos el número de moles de producto (P) formados por tiempo como V. La variable, V, también se denomina tasa de catálisis de una enzima. Para diferentes enzimas, V varía con la concentración del sustrato, S. A un nivel bajo de S, V es linealmente proporcional a S, pero cuando S es alto en relación con la cantidad de enzima total, V es independiente de S. La concentración es importante para determinar la velocidad inicial de una reacción catalizada por una enzima. Puede encontrar una explicación más detallada de las tasas enzimáticas aquí: Definición de Tasa de Reacción.
Velocidad química
De todas formas, también me dicen que la reacción es de primer orden… en [A]. Tengo entendido que esto se llama orden parcial, y el orden global no es necesariamente el mismo, ya que dependería de la participación de cualquier otra molécula (que no conocemos). Por lo tanto, no es necesariamente cierto que la ecuación de la velocidad sea
Realmente te estás confundiendo. El problema es muy sencillo. En primer lugar, elimina de tu mente el hecho de que la velocidad de reacción depende de todos los reactivos. No es así. A veces, aunque intervengan múltiples reactantes, sólo algunos de ellos importan realmente cuando necesitamos encontrar la velocidad. Permíteme explicarlo sin química.
Consideremos una fábrica en la que se fabrica un coche. En el primer nivel se fabrica el motor en una hora. El segundo nivel fabrica los neumáticos en 1 hora. El tercer nivel hace el resto de las piezas en 1 hora. El cuarto nivel las junta todas en 1 día. Ahora bien, aunque los 4 niveles intervienen en el proceso, es el más lento (el nivel IV) el que determina el ritmo del proceso porque el resto de los niveles pueden seguir enviando las piezas, pero el coche terminado no saldrá de la fábrica hasta que el nivel IV las junte todas. Lo mismo ocurre con las reacciones químicas. El paso más lento decide el orden y la velocidad de la reacción.
Ecuación de la velocidad de reacción
La velocidad constante significa que se recorre la misma distancia durante cada intervalo de tiempo y que el movimiento es en la misma dirección durante el mismo intervalo de tiempo. Descubre las propiedades y su definición, así como la ecuación de la velocidad constante y algunos ejemplos.
¿Qué es la velocidad constante? La velocidad nos da información sobre la tasa de cambio de tu posición, es decir, la rapidez con la que tu posición cambia por unidad de tiempo. En física, la velocidad se define como el desplazamiento dividido por el tiempo, donde el desplazamiento se define como la diferencia entre la posición final y la inicial. Además, cuando un objeto recorre la misma distancia cada segundo, se dice que el objeto se mueve con velocidad constante. Esto significa que tanto la magnitud de la velocidad (o rapidez) como la dirección de la velocidad permanecen constantes.
PropiedadesLa velocidad constante tiene unidades de distancia por tiempo. La velocidad te da información sobre la tasa de cambio de tu posición o lo rápido que cambia tu distancia por unidad de tiempo. La siguiente tabla enumera las unidades comunes de velocidad.
Constante de velocidad en la fórmula de la cinética química
Aquí k(T) es la constante de velocidad de reacción que depende de la temperatura, y [A] y [B] son las concentraciones molares de las sustancias A y B en moles por unidad de volumen de la solución, suponiendo que la reacción tiene lugar en todo el volumen de la solución. (Para una reacción que tenga lugar en un límite, se utilizarían en cambio los moles de A o B por unidad de superficie).
Los exponentes m y n se denominan órdenes parciales de reacción y, por lo general, no son iguales a los coeficientes estequiométricos a y b, sino que dependen del mecanismo de reacción y pueden determinarse experimentalmente.
Para un paso elemental, existe una relación entre la estequiometría y la ley de velocidad, determinada por la ley de acción de masas. Casi todos los pasos elementales son unimoleculares o bimoleculares. Para un paso unimolecular
es una constante de velocidad unimolecular. Dado que una reacción requiere un cambio en la geometría molecular, las constantes de velocidad unimoleculares no pueden ser mayores que la frecuencia de una vibración molecular. Así, en general, una constante de velocidad unimolecular tiene un límite superior de k1 ≤ ~1013 s-1.