Fundamentos de la Energía y Velocidad en Reacciones Químicas: Tipos y Factores Determinantes

La Energía en las Reacciones Químicas

Las reacciones químicas siempre van acompañadas de una variación de energía, generalmente en forma de luz o calor, debido al intercambio energético con el medio. La energía de reacción (o calor de reacción) es la energía que se absorbe o se desprende en una determinada reacción química. Para que una reacción química se inicie, es necesario un aporte inicial de energía, conocido como energía de activación (Ea). Por ejemplo, para que se lleve a cabo la combustión de la gasolina en el interior del motor de un coche, es indispensable que se produzca una chispa eléctrica en las bujías. Desde el punto de vista energético, las reacciones se clasifican en endotérmicas y exotérmicas.

Reacciones Endotérmicas

En las reacciones endotérmicas, los reactivos poseen menos energía que los productos. Por lo tanto, es necesario suministrar energía a los reactivos (en forma de calor, luz, energía eléctrica o energía química) para que la reacción se lleve a cabo. Se trata de procesos no espontáneos. Si no hay un aporte continuo de energía, la reacción no se produce o, una vez iniciada, se detiene. Dado que una reacción endotérmica absorbe energía, generalmente en forma de calor, se produce una disminución de la temperatura del entorno.

Reacciones Exotérmicas

En las reacciones exotérmicas, los reactivos poseen más energía que los productos y, por lo tanto, se desprende energía en forma de calor o de luz. En las reacciones exotérmicas se produce un aumento de la temperatura del entorno. Las reacciones de combustión son ejemplos clásicos de reacciones exotérmicas, donde un compuesto orgánico (combustible) reacciona con el oxígeno, dando lugar a la formación de dióxido de carbono y agua. En estas reacciones se desprende una gran cantidad de energía en forma de calor o de luz.

La Velocidad en las Reacciones Químicas

La velocidad de una reacción química se define como la rapidez con la que se consumen los reactivos o la rapidez con la que se forman los productos. Como es sabido, las reacciones químicas ocurren debido a la ruptura de los enlaces químicos que mantienen unidos los átomos de los reactivos. La teoría que explica la ruptura de los enlaces químicos de las partículas de los reactivos se conoce como Teoría de Choques o Colisiones Moleculares. Según esta teoría, los enlaces de los reactivos se rompen cuando se producen choques efectivos o eficaces entre las moléculas de los reactivos. Para que los choques sean efectivos, las moléculas deben colisionar con una orientación adecuada. Además, estas colisiones deben poseer la energía suficiente para superar la energía de activación de la reacción. La velocidad de reacción es directamente proporcional al número de choques eficaces producidos. Por lo tanto, los factores que faciliten dichos choques aumentarán la velocidad de reacción. A continuación, se explicarán estos factores.