Las reacciones químicas están en todas partes a tu alrededor y dentro de ti. Además de las reacciones bioquímicas que le permiten transformar las moléculas que come y respira en energía utilizable, existen laboratorios industriales en ciudades de todo el mundo que producen productos químicos, así como productos que se basan en productos químicos para su fabricar.
Uno de los aspectos más importantes de una reacción, además del producto o los productos producidos y tener un suministro adecuado de reactivos, es la rapidez con la que se puede esperar que proceda una reacción. Esto puede tener un impacto en la seguridad, la calidad del producto y otros resultados. Uno de los factores que afectan las tasas de reacción que se puede cambiar con facilidad en la mayoría de los casos en el laboratorio es temperatura. El efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción puede tener un impacto tremendo.
Piense por un momento en cómo se podría esperar que la temperatura impacte las velocidades de reacción y siga leyendo para obtener más información sobre las diversas cosas que pueden acelerar o ralentizar las reacciones químicas.
¿Qué factores afectan las tasas de reacción?
El efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción es solo una de las cosas que pueden afectar la forma en que se desarrolla una reacción, es decir, la rapidez con la que los reactivos presentes se transforman en productos. Por supuesto, muchos de estos factores están activos en todo momento y pueden tener influencias competitivas en la velocidad general de una reacción determinada.
- Concentración de reactivo: Cuanto más concentrada sea la solución, más rápida será la velocidad. Para los gases, aumentar la presión indirectamente tiene este efecto al elevar la concentración.
- Estado físico de los reactivos: Los polvos que se dejan caer en la solución reaccionan más rápido que los trozos sólidos como lo hacen las tabletas porque exponen un área de superficie mayor para que las reacciones ocurran de inmediato.
- La presencia, tipo y concentración de un catalizador o inhibidor: Un catalizador acelera una reacción, mientras que los inhibidores la ralentizan.
- Luz: La luz de una longitud de onda determinada puede acelerar algunas reacciones.
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Temperatura: La mayoría de las reacciones se aceleran con el aumento de la temperatura y está a punto de aprender por qué.
El efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción
Como regla general, un aumento de temperatura de 10 ° C duplica la velocidad de reacción. ¿Por qué el aumento de la temperatura podría alterar la velocidad de una reacción química?
Si está pensando que es porque las moléculas involucradas se mueven más rápidamente cuando la temperatura es más alta, está en el camino correcto. La temperatura es en realidad una medida de la energía cinética promedio de las moléculas en movimiento.
Las moléculas en movimiento tienden a permanecer en movimiento hasta que encuentran una fuerza externa, y cuando se mezclan diferentes moléculas reactivas, tienen poco con lo que chocar una al lado de la otra.
Cuando aumenta la temperatura, aumenta la cantidad de colisiones atómicas o moleculares entre moléculas. Pero el cambio en la velocidad de reacción con la temperatura no es solo una función de la temperatura; en cambio, los aumentos de temperatura afectan realmente las constantes de velocidad (escritas k) de las reacciones de una manera predecible.
¿Qué es la teoría de colisión de las tasas de reacción?
Cuando las moléculas chocan, pueden hacer varias cosas. Lo mismo ocurre con dos objetos que se encuentran entre sí en el mundo real. Si condujo a ciegas por un estacionamiento tratando de colocar su automóvil al azar en los espacios de estacionamiento sin mirar en las líneas del pavimento, tendría una probabilidad relativamente pequeña de tener éxito en alinear el vehículo adecuadamente. Pero si hiciera esto más rápido, tendría más total éxitos incluso si tu error Velocidad se mantuvo igual.
Esto es algo así como lo que sucede cuando chocan las moléculas de reactivo. Deben chocar para estar lo suficientemente cerca para interactuar, pero si bien esta condición es necesaria, no es suficiente. Las moléculas también deben estar en una orientación óptima en el espacio para desencadenar una reacción.
Al final, el efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción se determina a través de su efecto sobre la constante de velocidad k, que a su vez depende de la energía de activación Ea de la reacción en cuestión. Las temperaturas más altas harán que una fracción más alta de moléculas alcance esta energía cinética mínima necesaria para iniciar la reacción.