Factores que afectan la velocidad de las reacciones químicas

Resumen

El documento distingue reacciones homogéneas y heterogéneas y explica los factores que modifican la velocidad de una reacción química, tanto los relacionados con los reactivos (naturaleza, concentración y grado de subdivisión) como los ligados a la reacción (temperatura y catalizadores). También incluye una lista de ejemplos de reacciones químicas cotidianas. Con él, el estudiante podrá entender por qué unas reacciones son más rápidas que otras.

Puntos clave

Reacción heterogénea: se produce en la interfase entre fases distintas, como el zinc con ácido clorhídrico.
Reacción homogénea: reactivos y productos están en una sola fase, como la combustión del metano en fase gaseosa.
Al aumentar la concentración de los reactivos aumenta, en general, la velocidad de reacción.
A mayor grado de subdivisión, mayor área superficial expuesta y mayor velocidad de reacción.
Al aumentar la temperatura suele aumentar la velocidad, por un mayor número de colisiones efectivas.
Los catalizadores modifican la velocidad sin consumirse: los positivos la aceleran y los negativos la disminuyen.

Ponte a prueba

Reacciones Químicas: Homogéneas vs. Heterogéneas

Reacción heterogénea: ocurre cuando las sustancias están en fases diferentes y se desarrolla solo en la interfase. Por ejemplo, la reacción del zinc con el ácido clorhídrico que produce cloruro de zinc y gas hidrógeno, que ocurre en la interfase sólido-líquido.

Reacción homogénea: ocurre cuando los reactivos y productos están en una sola fase. Por ejemplo, la combustión del metano que ocurre en una fase gaseosa.

Factores que Afectan la Velocidad de una Reacción Química

Estos factores están relacionados con los reactivos o con la reacción misma.

Factores Relacionados con los Reactivos

a. Naturaleza de los reactivos: La naturaleza de los reactivos es un factor termodinámico relacionado con la estructura de la sustancia y su tendencia a reaccionar. No es un factor cinético que pueda ser alterado para acelerar o ralentizar la reacción.

b. Concentración de los reactivos: Generalmente, la velocidad de una reacción química aumenta al incrementar la concentración de uno o más reactivos. Al aumentar la concentración, también aumenta el número de partículas en el medio de reacción.

c. Grado de subdivisión de los reactivos: El grado de subdivisión de un material está relacionado con su área superficial. A mayor subdivisión, mayor área expuesta, lo que incrementa la velocidad de la reacción al haber más superficie disponible para reaccionar.

Factores Relacionados con la Reacción

Temperatura de la reacción: La velocidad de la mayoría de las reacciones químicas aumenta al incrementar la temperatura. Esto se debe a que el aumento de temperatura incrementa el desorden de las partículas, lo que resulta en un mayor número de colisiones efectivas y, por lo tanto, una mayor velocidad de reacción.
Presencia de un catalizador: Un catalizador es una sustancia que modifica la velocidad de una reacción química sin consumirse en el proceso. Existen dos tipos de catalizadores:
- Catalizadores positivos: Aceleran la velocidad de una reacción.
- Catalizadores negativos: Disminuyen la velocidad de una reacción.
Un ejemplo de reacción catalizada es la descomposición térmica del clorato de potasio con dióxido de manganeso.

A medida que transcurre una reacción química, los reactivos disminuyen y los productos aumentan. La velocidad de reacción se puede establecer como la relación entre la masa de reactivo consumido o de producto formado en el transcurso del tiempo en que ocurre la reacción.

Ejemplos de Reacciones Químicas

C₄H₁₂ + O₂ = CO₂ + H₂O (En el encendedor)

HCl + Mg(OH)₂ = MgCl₂ + H₂O (Leche de magnesia)

Celulosa + O₂ = CO₂ + H₂O (Quema de la madera)

C₁₂O₁₁ + O₂ = CO₂ + H₂O (Quema del caramelo)

Gasolina + O₂ = C + CO + H₂O

O₂ + 1/2 O₂ = O₃ (Ozono)

Taninos + Fe⁺² = Tinta líquida

Ácido tánico + Fe⁺² = Tanato de hierro (Base antes de una pintura)

Na + 1/2 Cl₂ = NaCl (Producción de sal común)

CO₂ + H₂O + Sol = Fotosíntesis

Cuerpo humano + Calor = Ácido butírico (Sudor)

Cigarrillo + O₂ = C + CO₂ + CO + H₂O + HCN + 100 sustancias cancerígenas

Sebo + NaOH = Jabón o estearato de sodio (C₁₇H₃₄COOH₂₅)

Preguntas frecuentes

¿Qué factores relacionados con los reactivos afectan la velocidad de una reacción?

La concentración de los reactivos y su grado de subdivisión afectan la velocidad. La naturaleza de los reactivos es un factor termodinámico y no cinético, por lo que no se usa para acelerar o frenar la reacción.

¿Cómo influye la temperatura en la velocidad de reacción?

En la mayoría de las reacciones, al aumentar la temperatura aumenta la velocidad. Esto se debe a que las partículas se desordenan más y se producen más colisiones efectivas.

¿Qué es un catalizador?

Es una sustancia que modifica la velocidad de una reacción química sin consumirse en el proceso. Puede ser positivo, si acelera la reacción, o negativo, si la disminuye.