Cinetica Quimica

Química – Cinética

Fernando Brierley – Felipe Salas

2011
¿Te has preguntado qué tan rápido ocurre una reacción? A lo largo de este capítulo podremos responder a esta pregunta, pudiendo incluso cuantificar la expresión de la velocidad. Además, aprenderemos qué es lo que posibilita un montón de reacciones que ocurren en nuestro cuerpo que de otro modo demorarían hasta cientos de años en ocurrir.[www.puntajenacional.cl] © Fernando Brierley V. – Felipe Salas B. 2011 Todos los derechos reservados.

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Cinética
A pesar de haber aprendido muchas cosas acerca de las reacciones químicas, aún no hemos sentado bases tan esenciales e importantes como ¿cuánto tarda una reacción? O bien, ¿qué ocurre si en una reacción los productos vuelven a reaccionar formando a losreactantes? A lo largo de esta guía explicaremos preguntas como esas. I] Teoría de las Colisiones. Supongamos que poseemos dos reactantes y los queremos hacer reaccionar. De un modo macroscópico vemos que los reactantes se unen, muchas veces con absorción/liberación de calor y obtenemos nuestro producto. Sin embargo, lo que no vemos del proceso son los innumerables choques entre las partículas, loscuales pueden ser choques inefectivos o bien choques efectivos, estos producen la ruptura y posterior formación de nuevos enlaces atómicos, junto con la reordenación de las moléculas a través de fuerzas de Van der Walls, obteniendo así nuestro producto. La teoría de las Colisiones nos plantea que, al momento de ocurrir una reacción, es necesario que se rompan enlaces (requiere energía, la llamadaenergía de activación) y se formen nuevos enlaces (libera energía). II] Energía de activación. Toda reacción requiere lo que conocemos como energía de activación. Esta energía es la necesaria para que la reacción ocurra, pues es la necesaria para que los reactantes lleguen a lo que conocemos como complejo activado. El complejo activado es una fase dentro de una reacción en la cual no poseemosreactantes ni productos, sino una fase intermedia de estos. Los compuestos producidos dentro del complejo activado, son altamente inestables, por ello es que reaccionan estableciendo nuevos enlaces para formar los productos. Luego, el complejo activado libera energía dando origen los productos. Como vemos, tanto las reacciones endotérmicas como las exotérmicas tienen una energía de activación. Ladiferencia entre ellas, desde un punto de vista termodinámico, es la energía que liberan luego del complejo activado.

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III] Velocidad de una reacción. Dentro de una reacción hay muchos pasos que pasan inadvertidos por nosotros. Sin embargo, para determinar la velocidad de una reacción es necesario conocerlos. Supongamos que tenemos unareacción de la forma: podemos expresar la velocidad de la reacción de la siguiente manera:

Donde k es directamente proporcional a la velocidad de la reacción. Es más, si tenemos la reacción su velocidad quedará expresada por , es decir, las concentraciones de los productos son un factor de la velocidad. En base a esto, definiremos el Orden de una reacción: Es la suma de los exponentes de lasconcentraciones al expresar la velocidad de esta. En general, el orden de una reacción y su velocidad son directamente proporcionales. Si volvemos a la expresión de velocidad de nuestra reacción, tenemos:

IV] Factores que afectan la velocidad de reacción: Como la constante de la velocidad se obtiene de un modo experimental, existen formas de alterar la velocidad de una reacción. Concentración: Lavelocidad es directamente proporcional a la concentración, por lo tanto, al aumentar la concentración aumenta la velocidad de reacción. Desde el punto de vista de la teoría de las Colisiones, un aumento de la concentración implica un aumento del número de choques y por lo tanto, un aumento de velocidad. Temperatura: Si aumentamos la temperatura de un cuerpo, entonces aumentará también la velocidad...