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Química 05
2025
IDOYAGA
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QUÍMICA 05 CBC
CÁTEDRA IDOYAGA
7.
La sacarosa es un azúcar no reductor formada por glucosa y fructosa, se suele utilizar en los alimentos debido a su poder endulzante. Cuando la sacarosa ingresa al metabolismo, una parte sufre hidrólisis ácida en el estómago, dando glucosa y fructosa. La cantidad restante se hidroliza gracias a la acción de la enzima sacarasa, la cual se encuentra en el intestino delgado.
a) Indicar los órdenes parciales de la reacción con respecto de cada uno de los reactivos y el orden global de la reacción.
Un grupo de investigación estudia la cinética de la hidrólisis ácida de la sacarosa en el estómago con la finalidad de determinar la proporción de sacarosa que se hidroliza en este proceso durante el ciclo digestivo. Experimentalmente se determinó que cuando se aumenta al doble la concentración molar de sacarosa, la velocidad de la reacción se duplica. Por otro lado, al triplicar la concentración de agua, la velocidad no se ve afectada. Teniendo en cuenta lo observado experimentalmente:
a) Indicar los órdenes parciales de la reacción con respecto de cada uno de los reactivos y el orden global de la reacción.
Respuesta
Para determinar los órdenes parciales, vamos a analizar cómo la velocidad cambia con la concentración de cada reactivo, basándonos en las observaciones experimentales. La forma general de la ley de velocidad es:
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$ \text{Velocidad} = k[\text{Sacarosa}]^x [\text{Agua}]^y $
1. Determinemos el orden parcial con respecto a la Sacarosa (valor de 'x').
La primera observación nos dice: "cuando se aumenta al doble la concentración molar de sacarosa, la velocidad de la reacción se duplica".
Esto significa que si $[\text{Sacarosa}]$ se multiplica por 2, la Velocidad también se multiplica por 2.
$ \text{Velocidad}_{\text{nueva}} = 2 \cdot \text{Velocidad}_{\text{original}} $
$ k(2 \cdot [\text{Sacarosa}])^x [\text{Agua}]^y = 2 \cdot (k[\text{Sacarosa}]^x [\text{Agua}]^y) $
distribuimos el exponente $x$:
$ k \cdot 2^x \cdot [\text{Sacarosa}]^x [\text{Agua}]^y = 2 \cdot (k[\text{Sacarosa}]^x [\text{Agua}]^y) $
$ 2^x = \frac{2 \cdot k[\text{Sacarosa}]^x [\text{Agua}]^y}{k \cdot [\text{Sacarosa}]^x [\text{Agua}]^y}$
$ (2)^x = 2 $
Para que esta igualdad se cumpla, el exponente 'x' debe ser 1.
El orden parcial con respecto a la sacarosa es 1.
2. Ahora vamos a determinar el orden parcial con respecto al Agua (valor de 'y').
La segunda observación nos dice: "al triplicar la concentración de agua, la velocidad no se ve afectada".
Esto significa que si $[\text{Agua}]$ se multiplica por 3, la Velocidad se mantiene igual (se multiplica por 1).
$ \text{Velocidad}_{\text{nueva}} = 1 \cdot \text{Velocidad}_{\text{original}} $
$ k[\text{Sacarosa}]^x (3 \cdot [\text{Agua}])^y = 1 \cdot (k[\text{Sacarosa}]^x [\text{Agua}]^y) $
distribuimos el exponente $y$:
$ k[\text{Sacarosa}]^x \cdot 3^y \cdot [\text{Agua}]^y = k[\text{Sacarosa}]^x [\text{Agua}]^y $
$ 3^y = \frac{k[\text{Sacarosa}]^x [\text{Agua}]^y}{k[\text{Sacarosa}]^x \cdot [\text{Agua}]^y} $
$ (3)^y = 1 $
Para que cualquier número elevado a una potencia dé 1, esa potencia debe ser 0.
$ y = 0 $
El orden parcial con respecto al agua es 0.
Un pequeño detalle interesante acá -> Que el agua sea de orden 0 es muy común en reacciones de hidrólisis donde el agua es el solvente. Su concentración es tan alta y prácticamente constante que los pequeños cambios en ella no afectan la velocidad global de la reacción.
3. Determinemos el orden global de la reacción.
El orden global de la reacción es la suma de los órdenes parciales de todos los reactivos.
$ \text{Orden global} = \text{Orden de Sacarosa} + \text{Orden de Agua} $
$ \text{Orden global} = 1 + 0 $
$ \text{Orden global} = 1 $
✅Los órdenes parciales son: 1 con respecto a la sacarosa y 0 con respecto al agua. El orden global de la reacción es 1.
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