Fundamentos de las Reacciones Químicas: Cambios, Velocidad y Energía

Transformaciones de la Materia: Cambios Físicos y Químicos

Un cambio físico se produce cuando una sustancia experimenta alguna transformación que altera su aspecto o estado de agregación, pero mantiene idéntica naturaleza química.

Un cambio químico o reacción química ocurre cuando una sustancia experimenta una transformación profunda de su naturaleza química, dando origen a una o varias sustancias distintas.

La Teoría de Colisiones: Fundamento de las Reacciones Químicas

Una reacción química se interpreta fácilmente a partir de un modelo muy sencillo, conocido como Teoría de Colisiones. Según esta teoría, las partículas de los reactivos (moléculas, átomos o iones) chocan continuamente entre sí y, como consecuencia del impacto, algunos enlaces pueden llegar a romperse. El choque entre partículas es una condición indispensable para que se produzca la reacción, pero no es el único requisito.

Condiciones para un Choque Eficaz

Para que la reacción se produzca, también es necesario que el choque sea eficaz. Para ello, deben darse las siguientes circunstancias:

• Las partículas han de chocar con una orientación adecuada, de manera que en el punto de colisión existan enlaces débiles que puedan romperse.
• Las partículas han de tener una energía cinética mínima (velocidad). Cuanto más elevada sea la temperatura, mayor será la velocidad de las partículas y, por tanto, mayor probabilidad habrá de que, al chocar, se rompan los enlaces.

Factores que Afectan la Velocidad de Reacción

Una reacción química se inicia cuando las partículas de los reactivos chocan entre sí con energía suficiente para provocar la ruptura o el debilitamiento de algunos enlaces, facilitando así la recombinación de los átomos en los productos. Existen cuatro tipos principales de factores que influyen en esta velocidad:

• Concentración de los Reactivos

  En las reacciones en estado gaseoso o en disolución, la velocidad de la reacción suele incrementarse al aumentar la concentración de los reactivos, ya que de ese modo los choques entre partículas son más frecuentes.

• Superficie de Contacto

  En las reacciones heterogéneas, donde los reactivos presentan diferente estado de agregación, la velocidad de reacción depende de la superficie de contacto entre ellos. En consecuencia, aumenta cuanto más fragmentados estén los reactivos sólidos.

• Temperatura

  La velocidad de reacción se incrementa significativamente al aumentar la temperatura. La explicación radica en que, cuanto mayor sea la temperatura, las partículas chocarán a mayor velocidad y con mayor energía, lo que facilita que los enlaces se rompan o debiliten más fácilmente.

• Catalizadores y Enzimas

  Un catalizador es una sustancia que, sin ser consumida en la reacción, aumenta su velocidad. Los seres vivos disponen de unos catalizadores biológicos, denominados enzimas, de gran eficacia, ya que incrementan drásticamente la velocidad de las reacciones bioquímicas.

Energía en las Reacciones Químicas: Exotérmicas y Endotérmicas

Durante el transcurso de una reacción química se produce siempre, en mayor o menor medida, un desprendimiento o una absorción de energía. Esto permite clasificar las reacciones en dos categorías principales:

• Reacciones Exotérmicas

  Son aquellas reacciones en las cuales se desprende energía, generalmente en forma de calor, hacia el entorno.

• Reacciones Endotérmicas

  Son aquellas reacciones en las cuales se absorbe energía, generalmente en forma de calor, del entorno.