Dinámica de Reacciones Químicas: Colisiones, Velocidad y Equilibrio

Teoría de Colisiones y Energía de Activación en Reacciones Químicas

En el estudio de las reacciones químicas, es fundamental comprender que no todos los choques entre partículas son iguales.

Tipos de Colisiones

Existen dos tipos principales de choque que determinan la eficacia de una reacción:

• Choque Eficaz: Es aquel que debe tener la suficiente fuerza y la orientación adecuada para romper los enlaces presentes en los compuestos y así formar una nueva molécula.
• Choque Ineficaz: Es aquel que, para la formación de un producto, necesita de un compuesto intermedio o un complejo activado.

Teoría de la Energía de Activación

Propuesta por diferentes científicos en 1922, esta teoría consiste en que las sustancias deben alcanzar una cantidad mínima de energía para que se produzca una reacción química y así poder colisionar eficazmente.

Factores que Afectan la Velocidad de una Reacción

La velocidad a la que ocurre una reacción química puede ser influenciada por diversos factores. A continuación, se presentan algunos ejemplos de sustancias con diferente velocidad de reacción y los factores clave que la modifican:

Ejemplos de Velocidad de Reacción

Mayor Velocidad

• Ácido Sulfúrico
• Ácido Clorhídrico
• Hidróxido de Litio
• Hidróxido de Aluminio
• Hidróxido de Potasio

Menor Velocidad

• Ácido Acético
• Ácido Nitroso
• Ácido Carbónico
• Amoniaco
• Piridina

Factores Determinantes de la Velocidad de Reacción

1. Temperatura: Al aumentar la temperatura, también aumenta la velocidad de reacción, ya que sus partículas se mueven con mayor energía, lo que incrementa el número de colisiones eficaces. Este fenómeno es a veces descrito como la "violencia de la velocidad".
2. Grado de Pulverización de Reactivos: Se refiere a reactivos que se encuentran en estado sólido o líquido. La pulverización implica reducir las partículas a un menor tamaño, lo que aumenta la superficie de contacto y, por lo tanto, incrementa la velocidad de reacción, facilitando el contacto entre las sustancias.
3. Naturaleza de los Reactivos: Aquí se encuentra presente la teoría de la energía de activación. Dependiendo de la naturaleza intrínseca de los reactivos, la energía de activación puede ser alta, baja o muy baja. En general, si la energía de activación es baja, su velocidad de reacción será alta.
4. Concentración de Reactivos: La velocidad de reacción depende del grado de disolución de los gases (y de la concentración en soluciones). Cuanto mayor sea la concentración, más alta será la velocidad de reacción y, por lo tanto, aumenta la probabilidad de colisiones eficaces.
5. Catalizador: Es una sustancia que influye en la velocidad de una reacción, facilitando el desarrollo y la formación de un compuesto. Aunque no altera la posición del equilibrio químico, ayuda a alcanzarlo más rápidamente. Se utiliza en pequeñas cantidades y solamente en casos específicos.

Equilibrio Químico

El equilibrio químico es un estado dinámico que forma parte de los sistemas termodinámicos (todo lo que nos rodea). Un sistema termodinámico se caracteriza por sus componentes, sus límites (pared), su entorno y el universo.

Clases o Tipos de Equilibrio Químico

1. Equilibrio Homogéneo: Se caracteriza por tener todos sus componentes (reactivos y productos) en la misma fase (ya sea gaseosa o líquida), lo que implica una distribución uniforme de las sustancias.
2. Equilibrio Heterogéneo: Se caracteriza por tener sus componentes (reactivos y productos) en diferentes fases, lo que puede implicar una distribución no uniforme o diferente cantidad de sustancia en cada fase.
3. Equilibrio Molecular: Es aquel en el cual las moléculas de los reactivos y productos se encuentran en una fase gaseosa.