Cinética Química: Factores que Determinan la Velocidad de Reacción

Velocidad de Reacción

La velocidad de reacción se define como la cantidad de reactivo que desaparece o la cantidad de producto formado por unidad de tiempo. Si fuese constante, se expresaría así: v = Δc / Δt. También se puede definir como la derivada de la concentración de cualquier reactivo o producto respecto al tiempo, dividida por su coeficiente estequiométrico y precedida de un signo positivo o negativo, para que el resultado final sea siempre positivo.

Teoría de las Colisiones

Según la teoría de las colisiones, es necesario que las moléculas entren en contacto; por lo tanto, a mayor número de choques, mayor será la velocidad de reacción. Sin embargo, no todos los choques son eficaces, ya que las moléculas deben poseer suficiente energía cinética (denominada energía de activación) y estar "activadas". Además, el choque debe producirse en la dirección adecuada. La energía de activación representa una barrera energética: si es pequeña, habrá muchas moléculas con energía cinética mayor, lo que resultará en muchos choques eficaces y una alta velocidad.

Teoría del Estado de Transición

Esta teoría se modificó y se complementó, estableciendo que la reacción pasa por un estado intermedio o de transición con la formación de un complejo llamado complejo activado o de transición. Con esto se puede explicar por qué en algunas reacciones exotérmicas hay que suministrar energía al principio y que, en una reacción reversible, el camino de la reacción inversa es el mismo que el de la directa, pero en sentido contrario.

Factores que Influyen en la Velocidad

Naturaleza de los Reactivos

La naturaleza de los reactivos influye en la energía de activación de forma aproximada. En algunas reacciones redox, en las que solo hay intercambio de electrones entre iones, los procesos son rápidos; mientras tanto, aquellas en las que se rompen y forman enlaces suelen ser lentas. Es importante notar que la estequiometría de la reacción no es indicativa de su velocidad.

Concentración y Estado Físico

A mayor concentración de reactivos, se produce un mayor número de choques y, por tanto, una mayor velocidad. Las reacciones entre gases o sustancias en disolución son rápidas ya que están divididas; sin embargo, en un sólido, la reacción solo se produce en la superficie y por esto se trituran para aumentar el área de contacto.

Temperatura

Al aumentar la temperatura, aumenta la velocidad y la energía cinética de las partículas; por lo tanto, hay más choques y una mayor velocidad de reacción. Generalmente, un incremento de 10 grados aumenta la velocidad al doble.

Catalizadores

Los catalizadores aumentan la velocidad de reacción. Estos forman compuestos intermedios que se descomponen rápidamente, recuperándose el catalizador sin alteraciones al final del proceso. Los catalizadores modifican la energía de activación pero no