LA cinética química estudia la velocidad a la que ocurren las reacciones y los factores que pueden modificarlas. La teoría que rige el estudio de la cinética es la teoría de colisiones. Esta teoría explica que para que se inicie una reacción se necesita energía que se adquiere a través de colisiones entre átomos o moléculas en un sistema. Estas colisiones deben ser efectivas y para ser efectivas deben ser frontales. Cuanto más concentrado esté el medio, más colisiones se producirán y en consecuencia se obtendrá más energía, y lo contrario también es válido. La cantidad de energía necesaria para que comience una reacción se llama energía de activación. La energía de activación se define químicamente como la energía mínima necesaria para iniciar una reacción.
A continuación se muestra un gráfico de una reacción química:
En el gráfico vemos que la energía de activación es el camino de los reactivos al punto más alto del gráfico, que es el complejo activado. Este punto de reacción es el más energético y es el tiempo de reacción donde coexisten reactivos y productos. Después de este punto, se produce la formación de productos. Debemos entender que cuanto más largo es el camino de los reactivos hasta la formación del complejo activado (la energía de activación), más tarda en producirse la reacción. Algunos factores que pueden influir en la velocidad de una reacción son: temperatura, presión, concentración, superficie de contacto y finalmente, catalizador e inhibidor.
- Temperatura: Un aumento de temperatura favorece un aumento de la velocidad de reacción.
- Presión: Un aumento de presión aumenta la velocidad de reacción.
- Concentración: Un aumento en la concentración hace que la velocidad de reacción aumente debido al aumento de las colisiones entre los reactivos.
- Superficie de contacto: tiene un efecto cuando un reactivo es sólido y el otro es líquido. Cuanto menor sea el tamaño de las partículas sólidas, más rápida será la reacción química.
- Catalizador: es una sustancia que cambia la velocidad de una reacción química (aumenta) sin interferir con la formación de productos o incluso consumirse en la reacción.
- Inhibidor: Funciona como el catalizador pero tiene el efecto de inhibir la velocidad de una reacción, es decir, ralentizarla.
Los catalizadores se utilizan ampliamente en la industria principalmente porque tienen la función de acelerar la reacción sin cambiar la formación o la cantidad de productos formados. Cuando se usa el catalizador, la reacción tiene su ruta de reacción reducida, es decir, la energía de activación disminuye (línea roja en el gráfico), haciendo que la reacción sea más rápida. Cuando se usa el inhibidor, ocurre lo contrario, la ruta de reacción aumenta y la reacción se vuelve más lenta. En las reacciones endotérmicas, que son las que absorben energía, la energía de activación es mayor que en las reacciones exotérmicas, que son las que liberan energía. Un ejemplo de catalizador biológico son las enzimas presentes en nuestro cuerpo que hacen que los procesos corporales sean más eficientes.
Exámenes de ingreso y exámenes
Pregunta 01: (UDESC 2017/2)
La cinética química es el área de la química que se ocupa de las velocidades de reacción.
Analizar procesos en relación con la cinética química.
I. Cuando el carbón comienza a arder, la gente ventila el sistema para que la quemadura se propague más rápido.
II. Una tableta efervescente se disuelve más rápidamente cuando se tritura.
Marque la alternativa que contiene los factores que influyen en las velocidades de las reacciones químicas en los procesos descritos en I y II, respectivamente.
