Fundamentos de la Cinética Química y Teoría de las Colisiones

Molecularidad y Orden de Reacción

La molecularidad coincide con el orden total pues, en las etapas elementales, los órdenes parciales coinciden con el coeficiente estequiométrico (son las moléculas que reaccionan). La etapa lenta es la que determina la velocidad del proceso.

En una reacción exotérmica, la energía libre es negativa (energía de los productos menos la energía de los reactivos).

Teoría de las Colisiones y Ecuación de Arrhenius

Según Arrhenius, las reacciones se producen debido a los choques entre moléculas. Un aumento de la temperatura (T) incrementa el exponente y la potencia, lo que aumenta la constante de velocidad (k). La velocidad de la reacción directa es proporcional a k, la cual también depende de la temperatura.

Fundamentos de la Teoría Cinético-Molecular

Esta teoría se basa en la teoría cinético-molecular. Para que una reacción pueda tener lugar, las moléculas de las sustancias reaccionantes deben chocar previamente entre sí, de manera que se rompan sus enlaces y los átomos se reagrupen formando enlaces nuevos que dan lugar a los productos de reacción. La velocidad de una reacción es proporcional al número de colisiones producidas por unidad de tiempo entre las moléculas de los reactivos: a mayor número de choques, mayor velocidad.

No todas las colisiones son efectivas. Para que un choque resulte efectivo y dé lugar a una reacción, se requiere que las moléculas implicadas tengan una orientación adecuada y posean energía suficiente para que lleguen a romper dichos enlaces.

Teoría del Complejo Activado

La reacción transcurre con el paso previo de un complejo molecular: el complejo activado. Este se forma cuando las moléculas de los reactivos se aproximan y se deforman a medida que se acercan; en este estado, aún no se han roto los enlaces originales.

Energía de Activación (E_a)

La energía necesaria que los reactivos deben absorber para formar el complejo activado se denomina energía de activación (E_a), y representa la barrera de energía que han de superar las moléculas para que tenga lugar la reacción.

En este estado transitorio, el complejo activado es muy inestable. Cuanto menor es el valor de la energía de activación, mayor es la velocidad de reacción, ya que habrá más choques eficaces entre las moléculas de los reactivos. Lo que determina la velocidad de una reacción es, fundamentalmente, el valor de la energía de activación.

Reacciones Endotérmicas y Exotérmicas

Una reacción endotérmica es una reacción química que absorbe energía en forma de luz o calor. En ella, la energía o entalpía de los reactivos es menor que la de los productos. Por otro lado, una reacción exotérmica es una reacción química que desprende energía en forma de luz o calor.