Fundamentos de Cinética Química y Equilibrio: Factores y Principios Clave

Velocidad de Reacción y Teoría de las Colisiones

En el equilibrio químico, las concentraciones de todas las sustancias permanecen constantes. La Teoría de las Colisiones establece los siguientes principios:

• Concentración: A mayor concentración, mayor número de choques, lo que aumenta la velocidad de reacción.
• Eficacia: El factor que limita una reacción es la eficacia de los choques entre moléculas.

Energía de Activación

Si la energía de choque es igual o mayor a la energía de activación, ocurre la reacción; de lo contrario, no se produce. Cabe destacar que la presión solo afecta a los sistemas gaseosos.

Relación con la Temperatura y la Constante de Equilibrio (Ke)

• Si la temperatura sube y Ke aumenta, la reacción es endotérmica.
• Si la temperatura sube y Ke disminuye, la reacción es exotérmica.
• El único factor capaz de alterar el valor de Ke es la temperatura.

Factores que Afectan la Velocidad de Reacción

• Concentración: Se deben producir choques al azar entre las sustancias reaccionantes para originar un producto.
• Presión y Estado Físico: Para los gases, la presión es una medida relativa del número de moléculas. A mayor presión, mayor frecuencia de choques.
• Estado Físico: Las reacciones químicas ocurren como consecuencia de los choques entre las moléculas de los reactivos.
• Temperatura: Al aumentar la temperatura, se incrementa el movimiento molecular (energía cinética) y el número de moléculas activas.
• Superficie de Contacto: La rapidez de la reacción es directamente proporcional al grado de subdivisión de los reactivos.
• Catalizadores: Modifican la velocidad de una reacción química sin sufrir alteraciones permanentes. Disminuyen la energía de activación. Son específicos y se recuperan íntegramente tras la reacción.

Equilibrio Químico

Es el proceso en el cual ocurren reacciones reversibles que se producen a igual velocidad. Cualquier reacción química alcanzará el equilibrio cuando se efectúa a temperatura y presión constantes.

Características en el Equilibrio:

• Las velocidades de las reacciones directa e inversa son iguales.
• Las concentraciones de los reactivos y productos permanecen constantes.

Factores que Rigen el Desplazamiento del Equilibrio

• Temperatura (Ley de van't Hoff): Cuando se aumenta la temperatura de un sistema en equilibrio, este se desplaza en el sentido que absorbe calor.
• Concentración: Una alteración en la concentración produce un desplazamiento del equilibrio en el sentido que contrarresta dicha variación.
• Presión (Ley de Robin): Cuando un sistema está en equilibrio, un aumento de presión favorece al sistema que se forma con disminución de volumen (a mayor volumen, menor presión).
• Catalizadores: Disminuyen el tiempo necesario para alcanzar el equilibrio, pero no lo desplazan en ningún sentido.

"Un sistema siempre reaccionará en contra del cambio inducido."