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Cinética Química y Nanotecnología

La cinética química es el área de la química que se ocupa del estudio de la velocidad, o rapidez, con que ocurre una reacción química. La palabra cinética sugiere movimiento o cambio, se refiere a la rapidez de reacción en resumen al cambio en la concentración de un reactivo o de un producto con respecto del tiempo.

Cinética química: Velocidades de reaccióny el mecanismo de reacción.

Velocidades de reacción

Es la cantidad de sustancias reaccionantes que se convierten en productos en la unidad de tiempo. También se puede definir como el número de moles que reaccionan o se producen por unidad de tiempo. Ejemplo:

El control de velocidad de una reacción es importante en la industria, ya que puede ser un factor decisivo para determinar si unareacción química es económicamente adecuada o no

En medicina, este control se utiliza para calcular la efectividad de un producto, y para conocer la rapidez con la que nuestro organismo se efectúan un número importante de reacciones químicas.

Existen factores que afectan la velocidad de una reacción como: concentración de los reactivos, temperatura, naturaleza de los reactivos ycatalizadores.

En conclusión se dice que consiste en la cantidad o concentración de reactivo que desaparece o producto que aparece en un intervalo de tiempo.

Las cantidades de reactivos o productos se suelen medir como concentraciones molares o molaridades, por tanto la unidad de velocidad de reacción es:

concentración/tiempo, esto es, en (mol/l)/s.

Factores que afectan a la velocidad de reacción:La velocidad de una reacción se ve influida por una serie de factores; entre ellos se pueden destacar:

Naturaleza de los reactivos: Se ha observado que según los reactivos que intervengan, las reacciones tienen distinta velocidad, pero no se ha podido establecer aún unas reglas generales.

Concentración de los reactivos: La velocidad de reacción aumenta con la concentración de losreactivos. Para aumentar la concentración de un reactivo:

Superficie de contacto de los reactivos: Cuanto más divididos están los reactivos, más rápida es la reacción. Esto es así porque se aumenta la superficie expuesta a la misma.

Temperatura: En general, la velocidad de una reacción química aumenta conforme se eleva la temperatura.

Presencia de catalizadores: Un catalizador es una sustancia,distinta a los reactivos o los productos, que modifican la velocidad de una reacción. Al final de la misma, el catalizador se recupera por completo e inalterado. En general, hace falta muy poca cantidad de catalizador.

Los catalizadores aumentan la velocidad de la reacción, pero no la cantidad de producto que se forma.

Mecanismo de reacción

Es el término que se utiliza para la secuencia deetapas elementales que conducen a la formación del producto. Es comparable con la ruta que se sigue durante un viaje; la ecuación química global solo especifica el origen y el destino.

Como ejemplo de un mecanismo de reacción, considere la reacción entre oxido nítrico oxigeno:

2NO + O2  2NO2

Los productos no se forman directamente como resultado de la colisión de dos moléculas de NO conuna molécula de O2 porque se a detectado la presencia de N2O2 durante el curso de la reacción. Supongamos que la reacción en realidad se lleva a cabo en dos etapas elementales, como sigue:

2NO --- N2O2

N2O2 + O2 -- 2NO2

En la primera etapa elemental, dos moléculas de NO chocan para formar una molécula de N2O2. Después sigue la reacción entre N2O2 Y O2 para formar dos moléculas de NO2.La ecuación química global, que representa el cambio total, esta dada por la suma de las etapas fundamentales:

Etapa 1: NO + N O -- N2O2

Etapa 2: N2O2 + O2  2NO2

Reacción global: 2NO + N2O2 + O2  N2O2 + 2NO2

Las especies como N2O2 se llaman intermediarias porque aparecen en el mecanismo de reacción (en las etapas elementales) pero no en la ecuación global balanceada.

La...