Entendiendo la Velocidad de las Reacciones Químicas
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Cinética Química: Velocidad de Reacción
Definición de Velocidad de Reacción
La velocidad de reacción corresponde a la cantidad de reactantes consumidos o la cantidad de producto formado en un tiempo determinado.
Experimentalmente: la velocidad es directamente proporcional a la concentración de los reactantes.
Factores que Influyen en la Velocidad de Reacción
- Concentración de los reactantes
- Estado de división de los reactantes
- Temperatura
- Catalizadores
Ley de Velocidad
Los órdenes parciales (a y b) se determinan experimentalmente.
- No tienen que coincidir con los coeficientes estequiométricos.
- No necesariamente serán números enteros.
- Pueden ser cero, cuando la velocidad no depende de la concentración de reactantes.
- La suma de los órdenes parciales se denomina orden total de la reacción.
Tipos de Reacciones Según su Orden
Reacción de Orden 0
La velocidad no depende de la concentración de los reactantes, es constante.
Reacción de Orden 1
La velocidad aumenta linealmente con la concentración del reactante. La velocidad es directamente proporcional a la concentración del reactante.
Reacción de Orden 2
La gráfica representa una parábola. La velocidad crece exponencialmente.
Determinación de la Ecuación de Velocidad
Consiste en medir la velocidad inicial manteniendo las concentraciones de todos los reactivos constantes excepto la de uno y ver cómo afecta la variación de este al valor de la velocidad.
Mecanismo de Reacción
Es la secuencia de etapas elementales que lleva a la formación de productos.
Para describir el número de moléculas que reaccionan en una etapa determinada, se usa el término "molecularidad". Así, dependiendo del número de moléculas, habrá reacciones elementales de tipo:
Tipos de Reacciones Elementales
A) Unimolecular
Implica la descomposición de una molécula para dar productos.
B) Bimolecular
Antes de reaccionar se produce el choque entre dos moléculas.
C) Trimolecular
Aunque posibles, son muy escasas, ya que los choques simultáneos entre tres partículas son muy poco probables.
Energía de Activación
Cuando tiene lugar una reacción química, inicialmente crece la energía, al producirse la ruptura de los enlaces de los reactivos, hasta que se alcanza un máximo.
Los reactivos tienen que superar la barrera de energía de activación para poder convertirse en producto, incluso si la reacción fuese exotérmica.
El pico de la barrera corresponde al complejo activado.
Factores que Influyen en la Velocidad de Reacción (Ampliación)
Estado Físico de los Reactivos
La velocidad de las reacciones varía mucho según la naturaleza de los reactivos.
Concentración de los Reactivos
La velocidad de las reacciones incrementa al aumentar la concentración de los reactivos, ya que aumenta el número de choques entre ellos.
Efectos de la Temperatura
La velocidad de casi todas las reacciones aumenta al elevar la temperatura.
Un aumento de 10°C hace que se duplique la velocidad de la reacción.
Presencia de Catalizadores
Son sustancias que, añadidas a los reactivos, aumentan la velocidad de la reacción.
Se pueden clasificar en:
- Homogéneos: En la misma fase que los reactivos.
- Heterogéneos: Se encuentran en distinta fase.