2. Introducción: cinética química
La cinética química es un área de la fisicoquímica
que se encarga del estudio de la rapidez de
reacción, cómo cambia la rapidez de reacción bajo
condiciones variables y qué eventos moleculares se
efectúan mediante la reacción general (Difusión,
ciencia de superficies, catálisis). La cinética química
es un estudio puramente empírico y experimental; la
química cuántica permite indagar en las mecánicas
de reacción, lo que se conoce como dinámica
química.
3. Velocidad de una reacción:
La Rapidez (o velocidad) de reacción está conformada
por la rapidez de formación y la rapidez de
descomposición. Cuanto más partículas existan en un
volumen, más colisiones hay entre las partículas por
unidad de tiempo. Al principio, cuando la
concentración de reactivos es mayor, también es mayor
la probabilidad de que se den colisiones entre las
moléculas, y la rapidez es mayor. A medida que la
reacción avanza, al ir disminuyendo la concentración
de los reactivos, disminuye la probabilidad de colisión
y con ella la rapidez de la reacción.
4. La medida de la rapidez de reacción implica la medida de la concentración de uno
de los reactivos o productos a lo largo del tiempo, esto es, para medir la rapidez
de una reacción necesitamos medir, bien la cantidad de reactivo que
desaparece por unidad de tiempo, o bien la cantidad de producto que aparece
por unidad de tiempo. La rapidez de reacción se mide en unidades de
concentración/tiempo, esto es, en moles sobre segundo:
Se define la velocidad, asumiendo que la reacción se lleva a cabo en un paso (es
decir, que no existen reacciones intermediarias entre reactivos y productos), del
siguiente modo:
V = k[A]a [B]b
Donde A y B son concentraciones de las especies reactivas. Se habla
concentraciones ya
que se asume fase acuosa. En caso de gases se habla en términos de presión. ‘k’ es
una
constante de proporcionalidad y se designa como constante de velocidad de la
reacción en
cuestión.
5. Para que exista una reacción química es necesario que las
moléculas de los reactivos colisionen entre sí.
Por otra parte, una reacción química es consecuencia de la
reorganización de los átomos de los reactivos para dar lugar
a los productos. Este proceso no se lleva a cabo
directamente, sino a través de una asociación transitoria de
las moléculas o estado intermedio denominado complejo
activado.
6. Para que la colisión sea efectiva es necesario que las moléculas
choquen con la orientación adecuada y con la energía suficiente. Esta
energía es llamada energía de activación de la reacción, y representa la
barrera de energía que han de alcanzar las moléculas para que tenga
lugar la reacción.
En los choques moleculares, parte de la energía cinética puede
convertirse en energía potencial. Para que un choque entre las
moléculas sea efectivo, es necesario que la energía cinética de las
moléculas sea superior a la energía de activación.
7.
8. Complejo
activado
Conjunto de átomos
procedentes de la rotura
de las moléculas de los
reactivos en una
reacción química que se
caracterizan por tener
energía potencial
máxima y reordenarse
rápidamente
(disminuyendo su
energía potencial) para
dar lugar a las moléculas
de los productos.
9. Factores en la velocidad de
reacción
•
La velocidad de reacción depende de los siguientes
factores:
-La naturaleza de los reactivos.
-Concentración de los reactivos.
-Temperatura
-Superficie de contacto
-Presencia de catalizadores
