La cinética de orden cero siempre es un artefacto de las condiciones bajo las cuales se lleva a cabo la reacción. Por este motivo, las reacciones que siguen una cinética de orden cero a menudo se denominan reacciones de orden pseudo cero.
Hay dos condiciones generales que pueden dar lugar a una cinética de orden cero.
1. Solo una pequeña fracción de las moléculas reactivas se encuentra en una ubicación o estado en el que pueden reaccionar y esta fracción se repone continuamente de un grupo más grande.
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Esta situación ocurre comúnmente cuando una reacción se cataliza mediante la unión a una superficie sólida ( catálisis heterogénea ) o a una enzima.
Por ejemplo, el óxido nitroso se descompondrá exotérmicamente en nitrógeno y oxígeno, a una temperatura de aproximadamente 575 ° C.
2N2O → 2N2 (g) + O2 (g)
Esta reacción en presencia de un alambre de platino caliente (que actúa como catalizador) es de orden cero. En este caso, las moléculas de N2O que reaccionan están limitadas a aquellas que se han adherido a la superficie del catalizador sólido. Una vez que todos los sitios en la superficie limitada del catalizador han sido ocupados, las moléculas adicionales en fase gaseosa deben esperar hasta que la descomposición de una de las moléculas adsorbidas libere un sitio en la superficie.
Las reacciones catalizadas por enzimas en los organismos comienzan con la unión del sustrato al sitio activo en la enzima, lo que lleva a la formación de un complejo enzima-sustrato . Si el número de moléculas enzimáticas es limitado en relación con las moléculas del sustrato, entonces la reacción puede parecer de orden cero.
2. Cuando están involucrados dos o más reactivos, las concentraciones de algunos son mucho mayores que las de otros
Si la reacción A + B → productos es de primer orden en ambos reactivos, de modo que la velocidad = k [A] [B] y B está presente en gran exceso , la concentración de B no cambiará significativamente en el curso de la reacción y puede ser incorporado a la tasa constante. Entonces la reacción parecerá ser de orden cero en B, y de primer orden en general, y tasa = k ‘[A]. Esto ocurre comúnmente cuando B es también el solvente para la reacción.
Reacciones de orden cero