CINETICA QUIMICA

CINÉTICA MOLECULAR
La química, por su misma naturaleza, está muy interesada en el cambio. Las reacciones químicas convierten sustancias con propiedades bien definidas en otros materiales con propiedades muy diferentes. A los químicos les interesa conocer qué nuevas sustancias se forman a partir de un determinado conjunto de reactivos iniciales.
No obstante, es igualmente importante conocer larapidez con la que se realizan las reacciones químicas y comprender los factores que regulan sus velocidades. Por ejemplo, ¿qué factores determinan la rapidez de descomposición de los alimentos? ¿Qué determina la velocidad a la que se corroe el acero? ¿Cómo se puede diseñar un material que fragüe rápidamente para utilizarlo en empastes de dientes? ¿Qué reacciones bioquímicas determinan lacontracción y la relajación de los músculos lisos de las arterias del corazón? ¿Qué factores controlan la velocidad a la que se quema el combustible en el motor de un automóvil?
El área de la química que estudia la velocidad o rapidez de las reacciones se llama cinética química. En este capítulo, aprenderemos cómo expresar y cómo determinar la velocidad a la que se llevan a cabo las reacciones.
El objetode la cinética química es el estudio de las velocidades de las reacciones químicas, y de los factores de que dependen dichas velocidades. De estos factores, los más importantes son la concentración, la temperatura y la presión. Haciendo un estudio sistemático de los efectos de estos factores sobre las velocidades se pueden sacar conclusiones sobre el mecanismo íntimo por el que se verifican lasreacciones químicas. Probablemente es cierto afirmar que el objetivo último de un estudio cinético es el mecanismo de una reacción. Los estudios de naturaleza no cinética, como los estereoquímicas, pueden proporcionar también una valiosa información sobre el mecanismo, y deben tenerse siempre en cuenta en una investigación cinética.
El estudio cinético de una reacción química presenta diversosaspectos. Uno de éstos se refiere a las leyes cinéticas empíricas o fenomenológicas que rigen la velocidad de las reacciones. La forma en que las velocidades dependen de las concentraciones de reactivos y productos entra en este tipo de investigación.
Un segundo aspecto importante de los estudios cinéticos se concreta a la forma en que la velocidad depende de la temperatura. La mejor manera de abordareste problema es investigar en qué forma dependen de la temperatura las constantes de velocidad, o, en el caso de reacciones complejas, las constantes que aparecen en las ecuaciones cinéticas empíricas. Estos estudios son de gran importancia en cinética química, ya que la dependencia de la temperatura conduce a interpretaciones teóricas de las velocidades de reacción que son muy significativas.De hecho, la dependencia de la temperatura se relaciona con las propiedades moleculares del sistema reaccionante, y por ello este tema se califica frecuentemente con el título «cinética molecular».
Los distintos tipos de estudios cinéticos se relacionan estrechamente, y los estudios sobre cinética molecular son muy valiosos para sacar conclusiones sobre los mecanismos de reacción.
En todas lasramas de la ciencia conviene distinguir entre las leyes fenomenológicas o empíricas que se cumplen, y las teorías que se formulan para explicar estas leyes. Esta parte del capítulo se refiere principalmente a las leyes cinéticas y al análisis de los resultados experimentales empleando conceptos sencillos; está dedicado a la consideración de la forma en que las velocidades dependen de laconcentración, y también se concreta a la interpretación de las velocidades en términos teóricos más fundamentales. También consideraremos lo que la cinética química nos puede enseñar acerca de cómo se efectúan las reacciones químicas a nivel molecular.
VELOCIDAD DE REACCION
La velocidad de cualquier evento se define como el cambio que ocurre en un intervalo de tiempo determinado. Por ejemplo, la...