Cinética Química: Factores que Influyen en la Velocidad de Reacción
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Complejo Activado
Un complejo activado es un estado intermedio en una reacción química que posee la orientación y energía adecuadas para que ocurra la reacción. En la teoría de las colisiones, el complejo activado se forma cuando los átomos de los reactivos se acercan lo suficiente para romper enlaces y formar nuevos.
Diagramas de Entalpía
Los diagramas de entalpía muestran la variación de la entalpía del sistema a lo largo de una reacción química. Representan los estados energéticos de las fases de un proceso en relación con el progreso de la reacción:
- Reactivos
- Estado de transición (complejo activado)
- Productos
La energía de activación (Ea) es la cantidad de energía necesaria para alcanzar el estado de transición. La reacción directa va de reactivos a productos, mientras que la reacción inversa va de productos a reactivos. La diferencia entre las energías de activación directa e inversa es la entalpía de reacción (ΔH).
Constante de Velocidad y Energía de Activación
La ecuación de Arrhenius relaciona la constante de velocidad (k) con la energía de activación (Ea), el factor de frecuencia (A) y la temperatura (T):
k = A * e^(-Ea/RT)- A representa la proporción de colisiones eficaces.
- El factor exponencial relaciona la constante de velocidad con la energía de activación y la temperatura.
La velocidad de una reacción aumenta con el factor de frecuencia y la temperatura, y disminuye con la energía de activación.
Factores que Influyen en la Velocidad de Reacción
Temperatura
La temperatura aumenta la energía cinética media de las partículas, lo que aumenta la probabilidad de colisiones eficaces. Según la ecuación de Arrhenius, un aumento de temperatura aumenta la constante de velocidad.
Concentración y Presión
Un aumento de la concentración de los reactivos aumenta el número de colisiones y, por lo tanto, la velocidad de reacción. Para los gases, la presión es un factor determinante de la velocidad, ya que un aumento de presión aumenta la concentración molar.
Naturaleza de los Reactivos y Superficie de Contacto
La naturaleza de los reactivos determina la energía de activación y la constante de velocidad. Un mayor grado de división (mayor superficie de contacto) aumenta la velocidad de reacción.
Catalizadores
Los catalizadores son sustancias que alteran la velocidad de una reacción sin formar parte de los reactivos o productos. Modifican la energía de activación del proceso, reduciéndola (catalizadores positivos) o aumentándola (catalizadores negativos o inhibidores).