Fundamentos de Cinética Química y Termodinámica: Conceptos Clave

Cinética Química: Factores que Afectan la Velocidad

• Verdadero: Una mayor superficie de contacto con el oxígeno aumenta la velocidad de oxidación.
• Falso: La velocidad de reacción depende de la energía de activación y de la frecuencia de las colisiones, no solo de si es exotérmica o endotérmica. Una reacción exotérmica puede ser lenta si posee una energía de activación elevada.

Temperatura y Energía de Activación

• Verdadero: Un aumento de temperatura incrementa la constante de velocidad, ya que más moléculas tendrán suficiente energía para superar la barrera de activación. El proceso engloba la energía de activación: una menor energía de activación conduce a una mayor constante de velocidad.
• Verdadero: Si la temperatura aumenta o la energía de activación disminuye, el exponente negativo disminuye y la constante K aumenta.

El Papel de los Catalizadores

• Falso: Los catalizadores aceleran las reacciones al reducir la energía de activación, pero no cambian la espontaneidad de la reacción.
• Falso: Un catalizador acelera tanto la reacción directa como la inversa, pero no altera la posición del equilibrio, solo permite que se alcance más rápido.
• Falso: Por definición, los catalizadores no se consumen; permanecen inalterados al final de la reacción.

Relaciones Energéticas

a) Entalpía (ΔH): ΔH = E_productos - E_reactivos. Si E_p > E_r, la reacción es endotérmica.

b) Energía de Activación: Existe una relación directa:

• Energía de activación directa = Energía estado de transición - Energía reactivos.
• Energía inversa = Energía estado de transición - Energía productos.
• E_et = E_acd + E_reactivos = E_inv + E_p.

Existe una relación clara: la entalpía (ΔH) es diferente a la energía de activación directa.

Tipos de Catalizadores

• Catalizador positivo: Se utiliza para aumentar la velocidad de reacción, lo cual se consigue disminuyendo la energía de activación.
• Catalizador negativo: Se utiliza para disminuir la velocidad de reacción, aumentando la energía de activación.

Termodinámica: Presión, Volumen y Espontaneidad

• Presión constante: A la misma temperatura, el calor desprendido a presión constante (Qp) es menor que el calor desprendido a volumen constante.
• Volumen constante: A igual temperatura, la energía liberada (Qv) es distinta a la energía liberada a presión constante (Qp).

Espontaneidad

Es aquella que ocurre sin necesidad de aporte externo de energía; se realiza por sí misma. La espontaneidad depende de la entalpía (ΔH) y la entropía (ΔS) según la energía libre de Gibbs.