Teoría de las colisiones

Teoría de las colisiones
De acuerdo a la Teoría de Colisiones las reacciones ocurren cuando hay choques efectivos entre moléculas donde la rapidez de la reacción es proporcional al número de choques por unidad de tiempo multiplicada por la fracción del número total de choque que son efectivos.

Los choques efectivos dependen de la naturaleza de los reactivos y su concentración, la orientacióncuando ocurre el choque y la temperatura que afecta la energía cinética de las moléculas.
Ejemplo: 2 moléculas en la reacción: A + B º P que ocurre en un solo paso, podemos establecer la ley de rapidez de segundo orden y con molecula ridad de dos como:
r = k [A] [B]
Si la reacción ocurre en un solo paso a través de choques moleculares, podemos predecir a base de la teoría de colisión la leyde rapidez de reacción.
Ejemplo: Efecto de orientación.

Ecuación de Arrhenius
La ecuación de Arrhenius es una expresión matemática que se utiliza para comprobar la dependencia de la constante de velocidad (o cinética) de una reacción química con respecto a la temperatura a la que se lleva a cabo esa reacción.1 La ecuación fue propuesta primeramente por el químico holandés J. H. van 't Hoff en1884; cinco años después en 1889 el químico sueco Svante Arrhenius dio una justificación física y una interpretación para la ecuación. Actualmente, es vista mejor como una relación empírica.2 Puede ser usada para modelar la variación de temperatura de coeficientes de difusión, población de vacancias cristalinas, velocidad de fluencia, y muchas otras reacciones o procesos inducidos térmicamente.Dicho de manera breve, la ecuación de Arrhenius da la dependencia de la constante de velocidad k de reacciones químicas a la temperatura T (en temperatura absoluta, tales como kelvins o grados Rankine) y la energía de activación3 Ea", de acuerdo con la expresión:1

donde:
k(T): constante cinética (dependiente de la temperatura)
A: factor preexponencial o factor de frecuencia. Refleja lafrecuencia de las colisiones.
Ea: energía de activación, expresada en J/mol.
R: constante universal de los gases. Su valor es 8,3143 J·K-1·mol-1
T: temperatura absoluta [K]
* Gráfico de Arrhenius
Ejemplo:
Decaimiento de dióxido de nitrógeno |
2 NO2 → 2 NO + O2 |
Gráfico convencional:
k respecto a T |
Gráfico de Arrhenius:
ln(k) respecto a 1/T |
Para utilizar la ecuación de Arrheniuscomo modelo de regresión lineal entre las variables K y T − 1, la ecuación puede ser reescrita como:

Un gráfico de Arrhenius muestra el logaritmo de las constantes cinéticas (ln(k) en el eje de las ordenadas en coordenadas cartesianas) graficado con respecto al inverso de la temperatura (1 / T, en el eje de las abcisas). Los gráficos de Arrhenius son ocasionalmente utilizados para analizar elefecto de la temperatura en las tasas de rapidez de las reacciones químicas. Para un único proceso térmicamente activado de velocidad limitada, un gráfico de Arrhenius da una línea recta, desde la cual pueden ser determinados tanto la energía de activación como el factor preexponencial.
Cuando se grafica de la forma descrita anteriormente, el valor de la intersección en el eje y corresponderá aln(A), y la pendiente de la línea será igual a − Ea / R.
El factor preexponencial, A, es una constante de proporcionalidad que toma en cuenta un número de factores tales como la frecuencia de colisión y la orientación entre las partículas reaccionantes.
La expresión representa la fracción de las moléculas presentes en un gas que tienen energía igual o superior a la energía de activación a unatemperatura dada.

Mecanismos de reacción
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