Cinética Química: Factores Determinantes y el Rol de la Catálisis

Factores que Influyen en la Velocidad de una Reacción Química

Naturaleza Química de los Reactivos

Además de las concentraciones de los reactivos, cuya influencia es tan importante que se refleja en la ecuación cinética, el factor que más afecta a la constante cinética es la naturaleza química del proceso. Normalmente, las reacciones que no implican reorganización de enlaces suelen ser rápidas, y las que requieren la ruptura y formación de muchos enlaces covalentes suelen ser más lentas, especialmente si hay enlaces múltiples.

Estado Físico de los Reactivos

Los estados físicos de agregación que favorecen la mezcla e interacción directa de las especies reactivas conducen a cinéticas más veloces.

Clasificación de Reacciones por Fase

Reacciones Homogéneas

Son aquellas en las que todos los reactivos se encuentran en una misma fase.

Catalizadores e Inhibidores: Modificadores de la Velocidad de Reacción

Presencia de Catalizadores e Inhibidores

Un catalizador es una sustancia que se caracteriza por:

• Aumentar mucho la velocidad de la reacción en la que está presente, sin consumirse, incluso estando presente en muy pequeñas cantidades.
• Recuperarse al final del proceso sin cambio químico, y no aparece en la ecuación química global neta.

Los inhibidores son, por el contrario, sustancias que en pequeñas cantidades disminuyen la velocidad de una reacción. Los inhibidores suelen actuar en las primeras etapas elementales de los mecanismos de reacción, bloqueando los intermedios de reacción que hacen que el proceso avance. También pueden anular la acción de un catalizador necesario para que progrese la reacción.

Importancia de los Catalizadores en Procesos Industriales y Biológicos

Un catalizador es una sustancia que afecta a la velocidad de una reacción química y, sin embargo, permanece inalterada al término de la misma. Generalmente, el término catalizador se reserva para las sustancias que aceleran la velocidad de reacción. La acción de un catalizador recibe el nombre de catálisis.

Tipos de Catalizadores

Catalizadores Homogéneos

Un catalizador es homogéneo cuando se encuentra en la misma fase que los reactivos. Por ejemplo, en la fabricación del ácido sulfúrico por el método de las cámaras de plomo, la reacción...

Catalizadores Heterogéneos

El catalizador es heterogéneo cuando se encuentra en una fase diferente de aquella en la que están los reactivos. La catálisis heterogénea se utiliza en muchos procesos industriales importantes. Su mecanismo más importante está basado en la adsorción de las moléculas de reactivos (generalmente gases) en la superficie del catalizador (generalmente sólidos). Así, la reacción ocurre sobre la superficie del catalizador. Ejemplo: la reacción de formación del amoniaco.

Enzimas

Las enzimas son sustancias que catalizan las reacciones bioquímicas. Suelen ser proteínas de elevada masa molecular. Permiten que puedan tener lugar in vivo reacciones químicas a baja temperatura (37ºC) y a baja presión, mientras que las mismas reacciones realizadas en otros lugares requerirían condiciones especiales.