VELOCIDAD DE REACCION QUÍMICA

VELOCIDAD DE REACCION QUÍMICA

Se define como la variación de la concentración molar de una sustancia reactante o de un producto, en la unidad de tiempo, es decir, son las moles de una sustancia producida o consumida en la unidad de tiempo.

La idea fundamental que sustenta toda reacción química es que las moléculas se hallan en movimiento constante y desordenado, por lo que sufren colisiones con frecuencia.

LA TEORÍA DE LAS COLISIONES de las reacciones químicas propone que. “PARA QUE UNA REACCIÓN QUÍMICA OCURRA, LAS MOLÉCULAS DE LAS ESPECIES QUÍMICAS PARTICIPANTES DEBEN CHOCAR ENTRE SÍ CON UNA ENERGÍA MINÍMA NECESARIA PARA INICIAR LA REACCIÓN, ADEMÁS DE CON UNA CIERTA ORIENTACIÓN QUE HAGA QUE SE ROMPAN LOS ENLACES”

FACTORES QUE AFECTA LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA

La velocidad de una reacción química está determinada por diversos factores, entre los que sobre salen; la concentración de los reactivos, la temperatura de reacción, la naturaleza química de los reactantes y la presencia de catalizadores.

EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN DE LOS REACTIVOS

Puesto que la velocidad de reacción depende del número de choques entre las moléculas de los cuerpos reaccionantes, es evidente que aumente con la concentración. Así, a mayor concentración de reactantes, mayor probabilidad de choques, mayor probabilidad de obtener un producto y por tanto mayor velocidad de reacción.[pic 8]

La influencia de la concentración de los cuerpos reaccionantes en una reacción química fue considerada primeramente por Marcelin Pierre Eugene Berthelot en 1862, al estudiar la esterificación de ácidos y alcoholes, pero no fue hasta los trabajos de Guldberg y Peter Waage con la formulación de la LEY DE ACCIÓN DE MASAS en 1867 que pudo ser claramente comprendida. Esta ley, en su expresión dice:

“La velocidad de una reacción química, a una temperatura constante, es directamente proporcional al producto de las concentraciones molares de las sustancias reaccionantes”

La expresión matemática es:

Dados                                                          aA     +     bB                              cC     +     dD[pic 9]

V = K [ A ] a [ B ] b

Donde                                             V, es la velocidad de reacción química en mol/L seg

[ A ] y [ B ] son las concentraciones molares de los reactantes

                                                        K, la constante de proporcionalidad de la velocidad de reacción y depende

                                                             de la temperatura y de la naturaleza de las sustancias reaccionantes.

                                                        a  y  b , son los ordenes de reacción.

La ecuación anterior se conoce también como ecuación de velocidad. La ecuación de velocidad para cualquier reacción química debe determinarse experimentalmente, no se puede predecir tan sólo con la ecuación química.

Los exponentes a y b se denominan ordenes de reacción, y se determinan de manera experimental, su suma corresponde al orden general de la reacción.

EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN

Recordando la teoría cinética de las colisiones, sabemos que para que una reacción química ocurra las moléculas de las sustancias reaccionantes deben chocar entre sí.

Por la teoría cinética de los gases sabemos que la energía cinética promedio de las moléculas gaseosas aumenta a medida que la temperatura se incrementa. El hecho de que la velocidad de reacción se incremente con el aumento de la temperatura, sugiere que la energía cinética de las moléculas desempeña un papel importante para determinar la rapidez con la que reaccionan las moléculas. En 1888, el químico sueco Svante Arrhenius sugirió que las moléculas deben poseer una determinada cantidad mínima de energía cinética para reaccionar; y la llamo Energía de Activación, sugirió que era independiente de las colisiones que sufrían las moléculas reaccionantes, quienes además debían tener cierta orientación para poder combinarse. Así, cuanto mayor sea la energía de activación requerida para que una reacción se inicie, menor será el número de moléculas reaccionantes que la posean. Luego entonces a mayor temperatura, mayor número de moléculas tendrán la energía de activación necesaria que hará los choques eficaces.

Experimentalmente se ha encontrado que reacciones con energía de activación:

[pic 10][pic 11]

EFECTO DE LOS CATALIZADORES

Se llama catálisis al cambio en la velocidad que experimenta una reacción química, debido a sustancias ajenas a los reactantes, conocidas como CATALIZADORES.

Un CATALIZADOR, es aquella sustancia que modifica la velocidad de reacción química sin consumirse en ella, es decir, al final puede recuperarse sin haber sufrido algún cambio en su composición o en su peso.

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