Velocidad de reacciones químicas

En el laboratorio escolar, durante un proceso químico se transforman las sustancias denominadas reactivos en otras llamadas productos. El cambio de reactivo a producto se verifica en algunos casos con lentitud como es el caso de un clavo (de hierro) que expuesto a la intemperie (con el oxígeno del aire), necesita de cierto tiempo (horas, días, meses) para que se observe la formación de óxido; sinembargo, hay reacciones como la de magnesio (trozo de cinta) que al agregarle unas gotas de ácido clorhídrico concentrado, reaccionan rápidamente transformándose en cloruro de magnesio con desprendimiento de hidrógeno y calor (reacción exotérmica).

La velocidad de reacción se calcula, midiendo la rapidez de aparición de un producto o la desaparición de un reactivo; por ejemplo:

Deacuerdo con lo anterior, la velocidad de reacción se presenta en función de la cantidad de reactivos transformada en productos por unidad de tiempo (cambio en la concentración) que generalmente ocurre en segundos.

Las unidades que expresan la velocidad de transformación de un reactivo, la de formación de un producto y la velocidad de reacción son:Los factores que afectan la velocidad delas reacciones químicas son:

Naturaleza de las sustancias que reaccionan
Concentración
Temperatura
Presencia de catalizadores



NATURALEZA DE LAS SUSTANCIAS QUE REACCIONAN

La naturaleza y variedad de sustancias involucradas en una reacción química determinan el tipo de reacción que se produce; estas diferencias pueden atribuirse a las desigualdades de reactivos,estructura de los átomos, moléculas y iones participantes. Es condición necesaria que las partículas que reaccionan choquen unas contra otras, para que haya una transformación química, aunque no todos los choques entre las partículas que constituyen los reactivos producen un cambio químico, pues existen algunas que al chocar rebotan sin sufrir transformación alguna, porque no tienen la suficienteenergía o la orientación adecuada.

Las reacciones entre iones involucran disociación en el agua como primer paso, que no implican ruptura de enlaces; por lo general se producen instantáneamente; por ejemplo: al mezclar una disolución de nitrato de plata con otra de cloruro de sodio, enseguida se produce cloruro de plata que se precipita, más nitrato de sodio (en forma de iones disueltos).Ag+NO– + Na+Cl– ® Ag+Cl– + Na+NO–

En este caso, la reacción entre los iones se manifiesta hacia los productos rápidamente (cloruro de plata).

La velocidad de reacción entre moléculas suele ser muy lenta ya que requieren más energía para poder romper algunos de sus enlaces; por ejemplo: la del hidrógeno con el yodo para formar ácido yodhídrico.

H2 +I2 ® 2 HI

Molécula dehidrógeno + Molécula de yodo ® Dos moléculas de ácido yodhídrico

Las reacciones entre moléculas por lo general son muy lentas.

En síntesis: la velocidad con que reaccionan las sustancias dependerá de que los choques entre partículas (iones o moléculas) sean efectivos, esto es, deben tener la energía necesaria para reaccionar.



INFLUENCIA DE LA CONCENTRACIÓN

Unaexperiencia conocida por las amas de casa durante el lavado de ropa consiste en que al agregar pequeñas cantidades de blanqueador, se obtiene el efecto esperado; sin embargo, al añadir mayor cantidad, la ropa tiende a decolorarse e incluso a destruirse.

En una reacción química la concentración de los reactivos interviene como otro factor que afecta la velocidad de las reacciones químicas como enel ejemplo anterior, donde la velocidad de una reacción es directamente proporcional a los cambios en la concentración.

Considerando, por ejemplo, la reacción química entre dos gases se tiene:

I2 (g) + H2(g) ® 2HI(g)

En el recipiente A de la figura, los gases son los mismos que en el recipiente B. Están a la misma temperatura pero su concentración es distinta.

Al...