Admi-Tec
Difícil
Cinética química
UNMSM · 2026

Ejercicio de Química — UNMSM

El metabolismo de las proteínas finaliza con la reacción química de la urea en medio ácido, cuya cinética es de primer orden. La ecuación química de la urea es:

NH2CONH2(ac)+H(ac)++2H2O(l)→2NH4(ac)+1+HCO3(ac)−1NH_2CONH_{2(ac)} + H^+_{(ac)} + 2H_2O_{(l)} \rightarrow 2NH^{+1}_{4(ac)} + HCO^{-1}_{3(ac)}

Se sabe que sigue una cinética de primer orden con respecto a la urea. Si su concentración inicial es 0,2 M y su constante cinética es 4,28×10−44{,}28\times10^{-4} s⁻¹, determine la proposición correcta.

Dato: e−1,712=0,18e^{-1{,}712} = 0{,}18

Ver solución paso a paso

Idea clave: conviene descartar primero las proposiciones conceptuales incorrectas (grupo funcional, hibridación, teoría ácido-base) y luego resolver la cinética de primer orden con la fórmula [A]=[A]0 e−kt[A] = [A]_0 \, e^{-kt}.

  1. La urea no presenta el grupo amina, sino el grupo amida (descarta A); el ion bicarbonato, al recibir un protón, se comporta como una base de Brönsted-Löwry, no como ácido (descarta B); el carbono del grupo carbonilo tiene hibridación sp², no sp³ (descarta C); y al reaccionar en medio ácido, la urea produce ion amonio, una especie inorgánica, no nitrógeno orgánico (descarta E).
  2. Para la proposición D, se aplica la ecuación de cinética de primer orden: [A]=[A]0×e−kt[A] = [A]_0 \times e^{-kt}, con [A]0=0,2[A]_0 = 0{,}2 M, k=4,28×10−4k = 4{,}28\times10^{-4} s⁻¹ y t=4×103t = 4\times10^3 s.
  3. Sustituyendo: [A]=0,2×e−4,28×10−4×4×103=0,2×e−1,712=0,2×0,18=0,036[A] = 0{,}2 \times e^{-4{,}28\times10^{-4} \times 4\times10^3} = 0{,}2 \times e^{-1{,}712} = 0{,}2 \times 0{,}18 = 0{,}036 M.

Respuesta: La concentración de la urea al transcurrir 4×1034\times10^3 segundos es 0,036 M.