La velocidad de reacción es el ritmo al que se crean los productos de una reacción química a partir de los reactivos. Proporciona información sobre el marco de tiempo en el que se puede lograr una reacción. Por ejemplo, la velocidad de reacción de la combustión de celulosa en el fuego es extremadamente alta y la reacción finaliza en menos de un segundo.
¿Qué es la tasa de reacción?
La velocidad de reacción, a menudo conocida como velocidad de reacción, se refiere al ritmo al que los reactivos se convierten en productos. Cuando hablamos de procesos químicos, sabemos que la velocidad a la que ocurren varía mucho.
Algunas reacciones químicas son prácticamente instantáneas, mientras que otras tardan en alcanzar su equilibrio final. La velocidad de una reacción, de acuerdo con la definición general, es la velocidad a la que ocurre una reacción.
La combustión de madera, por ejemplo, tiene una tasa de reacción alta porque el proceso es rápido, mientras que la oxidación del hierro tiene una tasa de reacción baja porque el proceso es lento.
Factores que afectan la velocidad de reacción
Las reacciones químicas ocurren solo cuando las moléculas de los reactivos chocan entre sí. La hipótesis de colisión de la cinética química describe esto. De acuerdo con la colisión, para que ocurra una reacción, los reactivos deben colisionar con suficiente energía que sea mayor que la energía de activación E a . Sin embargo, otros factores pueden afectar la velocidad de reacción, como aumentar la fracción de moléculas con energías mayores que la energía de activación E a . La velocidad de una reacción está influenciada por cuatro elementos. Son los siguientes:
Naturaleza del reactivo
Las reacciones químicas ocurren casi instantáneamente en una solución acuosa. Porque los enlaces químicos de las moléculas de los reactivos se rompen. Las fuerzas de atracción de los iones se interrumpen y las moléculas de agua hidratan los iones. Además, la mayoría de los iones tienen fuerzas de atracción iguales en todas las direcciones. En la mayoría de las circunstancias, no se deben interrumpir las conexiones covalentes en estas situaciones. Las reacciones entre moléculas que requieren que se rompan los enlaces covalentes, por otro lado, tienden a ser muy lentas. Como resultado, el ritmo de la reacción está influenciado por las propiedades estructurales de las moléculas de los reactivos, como la polaridad del enlace, la geometría, el tamaño total y la orientación.
Concentración de los reactivos
Sabemos que la velocidad de la mayoría de las reacciones aumenta a medida que aumenta la concentración de los reactivos. Aumentar la concentración de un reactivo significa aumentar el número de moléculas de reactivo en el mismo volumen. Para muchas reacciones (pero no todas), existe una relación directa entre la concentración y la velocidad de reacción. Como resultado, cuando la concentración se duplica, la velocidad de reacción también se duplica. Esto se explica por la hipótesis de la colisión, que establece que al duplicar el número de moléculas de reactivos se produce el doble de colisiones al mismo tiempo.
Temperatura de los reactivos
En casi todas las circunstancias, la velocidad de una reacción aumenta a medida que aumenta la temperatura. ¡El ritmo de la reacción se duplica por cada 10° de aumento de temperatura! Este es un efecto realmente fuerte. Por ejemplo, un aumento de temperatura de 20° a 80° (seis incrementos de 10°) dará como resultado una velocidad de reacción que es 2 6 = 64 veces más rápida. Ese es un cambio de tasa significativo. La teoría de la colisión también puede explicar esto: la energía cinética promedio de todas las moléculas es una función directa de la temperatura. Debido a que las moléculas chocan con más energía, su energía de activación disminuye.
Presencia de un catalizador
Un catalizador es una sustancia química que acelera una reacción sin participar realmente en ella. Los catalizadores funcionan dando una vía química alternativa. Es el que utiliza la menor cantidad de energía para transformar los reactivos en productos. Algunos catalizadores aceleran más de un tipo de reacción, pero otros, como las enzimas de nuestras células, son específicos de una reacción en particular o incluso de un solo tipo de molécula reactiva. Como resultado, un catalizador acelera el proceso.
Factor de presión
La concentración de gases aumenta a medida que aumenta la presión, aumentando la velocidad de reacción. La velocidad de reacción se acelera en la dirección de menos moléculas gaseosas y se ralentiza en la dirección opuesta. Como resultado, está claro que la presión y la concentración están relacionadas y que ambas influyen en la tasa de respuesta.
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: ¿Cómo afecta la concentración a la velocidad de reacción?
Responder:
La teoría de las colisiones establece que al aumentar el número de moléculas reactivas aumenta el número de colisiones que se producen para que se produzca una reacción. De manera similar, al aumentar la concentración, o la cantidad de moléculas reactivas en la solución, aumentará el número de colisiones que ocurren en la solución. Como resultado, la velocidad de la reacción se acelerará.
Pregunta 2: ¿Cuál es la diferencia entre la cinética química de la reacción y el equilibrio químico de la ecuación?
Responder:
La cinética química de la reacción proporciona información sobre el mecanismo y el ritmo de la reacción, mientras que una ecuación química balanceada proporciona información sobre la estequiometría de la reacción.
Pregunta 3: ¿Por qué aumenta la velocidad de reacción al aumentar la temperatura?
Responder:
A medida que aumenta la temperatura de la reacción, la energía cinética promedio de los iones y las moléculas aumenta a medida que las colisiones entre los iones y las moléculas se vuelven más frecuentes.
Pregunta 4: ¿Cuál es la diferencia entre la termodinámica química y la cinética química?
Responder:
La cinética química, a menudo conocida como cinética de reacción, se ocupa de la investigación de las velocidades de reacción. La termodinámica química es el estudio de la interacción del calor y el trabajo con procesos químicos o cambios de estado físico dentro de las limitaciones de las reglas termodinámicas.
Pregunta 5: ¿Cómo aceleran las reacciones los catalizadores?
Responder:
El catalizador acelera la reacción al permitir que se produzca una nueva vía de reacción con una energía de activación más baja. No se consume en el proceso y tampoco se altera en las propiedades químicas.
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por Prateek Sharma 7 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA