Factores que Influyen en la Velocidad de Reacción y Catálisis

Factores que afectan a la velocidad de una reacción

• Concentración de los reactivos.
• Temperatura del sistema.
• Presencia de catalizadores.
• Naturaleza de los reactivos.
• Facilidad de los reactivos para entrar en contacto.

Catalizadores y su función

Un catalizador es una sustancia que acelera la velocidad de reacción; si la sustancia disminuye la velocidad de reacción, se denomina inhibidor o catalizador negativo. Estos aumentan la velocidad de reacción debido a que disminuyen la energía de activación (Ea).

Clasificación de los catalizadores

• Positivos: Aumentan la velocidad (v) al disminuir la energía de activación (Ea).
• Negativos: Disminuyen la velocidad (v) al aumentar la energía de activación (Ea).

Además, se clasifican según su fase:

• Homogéneos: Se encuentran en la misma fase que los reactivos.
• Heterogéneos: Se encuentran en una fase distinta a la de los reactivos.

Tipos de catálisis

• Catálisis homogénea: El catalizador se encuentra en la misma fase que los reactivos.
• Catálisis heterogénea: El catalizador se encuentra en una fase diferente. Su mecanismo se basa en la adsorción de las moléculas reaccionantes (gases) en la superficie del catalizador (sólido), sobre la que ocurre la reacción.
• Catálisis enzimática: El reactivo o sustrato encaja perfectamente en un punto específico de la superficie de la enzima, manteniéndose en esta posición por fuerzas intermoleculares. Después de esta adsorción, la configuración de la enzima puede variar, debilitándose el enlace clave del sustrato y aumentando la velocidad de reacción.

Conceptos energéticos en la reacción

El estado intermedio del sistema, al que corresponde la energía máxima, se denomina estado de transición o complejo activado. La energía necesaria para pasar desde los reactivos al estado de transición se llama energía de activación.

Procesos termodinámicos

• Proceso exotérmico: Reacción química que libera energía en forma de calor o luz al ambiente. Se considera exotérmica cuando los reactivos están por encima de los productos en el diagrama energético.
• Proceso endotérmico: Reacción que absorbe energía, normalmente en forma de calor.
• Proceso isotérmico: Proceso termodinámico reversible en el cual la temperatura permanece constante.
• Proceso adiabático: Proceso en el cual el sistema termodinámico no intercambia calor con su entorno (el calor no se transfiere).

Nota: Un proceso adiabático que es además reversible se conoce como proceso isentrópico. En la industria, el reactor se divide en varias secciones, intercalando sistemas de intercambio de calor para suministrar o eliminar energía en función del carácter energético de la reacción.