Definición de las tasas de reacción

Definición de las tasas de reacción
La tasa de una reacción es la cantidad de producto formado o la cantidad de reactivo consumido por unidad de tiempo.
Lo anterior implica que la tasa de la reacción está directamente relacionada con la tasa de formación de los productos o con la tasa de consumo de los reactivos.
Por el momento trataremos las cantidades en términos de masa independientemente al estado en que se nos presenta la reacción, solo por simplificar y empezar a ver paso a paso los detalles matemáticos a los cuales nos enfrentamos.
Tomemos por ejemplo la siguiente reacción de descomposición.

La tasa de reacción de la reacción anterior puede definirse por la disminución en la cantidad de pentóxido de dinitrógeno o por el incremento en la cantidad de dióxido de nitrógeno/oxígeno molecular.  

Figura DTR-01. La tasa de formación del oxígeno molecular es directamente proporcional a la tasa de reacción. En este caso tenemos la tasa de formación promedio dentro de los intervalos de tiempo T1 y T2.

Realizaremos una aproximación a la tasa de la reacción mediante la tasa de formación de oxígeno.
Esta ecuación nos da la tasa promedio por unidad de tiempo. Al igual que ocurre con la física clásica las tasas de cambio se pueden distinguir en dos tipos, la tasa de cambio promedio y la tasa de cambio instantánea.
La tasa de cambio promedio es el valor para la tasa de cambio de un intervalo de tiempo largo, idealmente lo bastante largo para que los cambios materiales de las sustancias se detengan de manera aparente.  

Figura DTR-02. La tasa de cambio instantánea representa la recta tangente de un punto infinitesimal de una curva. En una recta las tasas de cambio instantánea y promedio son iguales, pero en las curvas no es así, por eso es que los dos conceptos se diferencian cuando hablamos de curvas.

La tasa de cambio instantánea es el valor para la tasa de cambio en un intervalo de tiempo muy pequeña e idealmente infinitesimal.
El problema con la gráfica de concentración por unidad de tiempo es que ¡tenemos una curva! ¿Cuál es el problema con que sea curva?
El problema con una gráfica curva es que los valores para la tasa de cambio instantánea son diferentes de la obtenida para la tasa de cambio promedio; la primera cambia dependiendo del intervalo de tiempo, mientras que la segunda permanece constante.
Debido a que las cantidades de producto y reactivo están relacionados de manera estequimétrica, cualquier especie química dentro de la reacción puede ser empleada para expresar la tasa de cambio de la reacción.
Dependiendo de si se es un reactive o un producto la tasa de la reacción tiene un signo asociado, lo cual expresa si se está produciendo o consumiendo especies químicas.

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