Mientras que algunas reacciones químicas comienzan tan pronto como los reactivos entran en contacto, para muchos otros, el Los productos químicos no reaccionan hasta que se les suministra una fuente de energía externa que puede proporcionar la activación. energía. Hay varias razones por las que los reactivos en las proximidades pueden no participar inmediatamente en una reacción química, pero es importante saber qué tipos de reacciones requieren una energía de activación, cuánta energía se requiere y qué reacciones proceden inmediatamente. Solo entonces se pueden iniciar y controlar las reacciones químicas de manera segura.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
La energía de activación es la energía necesaria para iniciar una reacción química. Algunas reacciones proceden inmediatamente cuando los reactivos se juntan, pero para muchas otras, colocar los reactivos muy cerca no es suficiente. Se requiere una fuente de energía externa para suministrar la energía de activación para que prosiga la reacción.
Una definición de energía de activación
Para definir la energía de activación, se debe analizar el inicio de reacciones químicas. Tales reacciones ocurren cuando las moléculas intercambian electrones o cuando se juntan iones con cargas opuestas. Para que las moléculas intercambien electrones, los enlaces que mantienen los electrones unidos a una molécula deben romperse. En el caso de los iones, los iones cargados positivamente han perdido un electrón. En ambos casos se necesita energía para romper los enlaces iniciales.
Una fuente de energía externa puede proporcionar la energía necesaria para desalojar los electrones en cuestión y permitir que prosiga la reacción química. Las unidades de energía de activación son unidades como kilojulios, kilocalorías o kilovatios hora. Una vez que la reacción está en marcha, libera energía y es autosuficiente. La energía de activación solo se requiere al principio, para que comience la reacción química.
Con base en este análisis, la energía de activación se define como la energía mínima requerida para iniciar una reacción química. Cuando se suministra energía a los reactivos de una fuente externa, las moléculas se aceleran y chocan más violentamente. Las violentas colisiones liberan electrones y los átomos o iones resultantes reaccionan entre sí para liberar energía y mantener la reacción.
Ejemplos de reacciones químicas que requieren energía de activación
El tipo más común de reacción que requiere energía de activación involucra muchos tipos de fuego o combustión. Estas reacciones combinan oxígeno con un material que contiene carbono. El carbono tiene enlaces moleculares existentes con otros elementos en el combustible, mientras que el gas oxígeno existe como dos átomos de oxígeno unidos entre sí. El carbono y el oxígeno normalmente no reaccionan entre sí porque los enlaces moleculares existentes son demasiado fuertes para romperse por colisiones moleculares ordinarias. Cuando la energía externa, como una llama de un fósforo o una chispa, rompe algunos de los enlaces, los átomos de oxígeno y carbono resultantes reaccionan para liberar energía y mantener el fuego encendido hasta que se agota el combustible.
Otro ejemplo es el hidrógeno y el oxígeno que forman una mezcla explosiva. Si se mezclan hidrógeno y oxígeno a temperatura ambiente, no sucede nada. Tanto el hidrógeno como el oxígeno están formados por moléculas con dos átomos unidos entre sí. Tan pronto como algunos de estos enlaces se rompen, por ejemplo por una chispa, se produce una explosión. La chispa da a algunas moléculas energía extra para que se muevan más rápido y colisionen, rompiendo sus enlaces. Algunos átomos de oxígeno e hidrógeno se combinan para formar moléculas de agua, liberando una gran cantidad de energía. Esta energía acelera más moléculas, rompiendo más enlaces y permitiendo que reaccionen más átomos, lo que resulta en la explosión.
La energía de activación es un concepto útil cuando se trata de iniciar y controlar reacciones químicas. Si una reacción requiere energía de activación, los reactivos se pueden almacenar juntos de forma segura y el La reacción correspondiente no tendrá lugar hasta que la energía de activación se suministre desde un fuente. Para reacciones químicas que no necesitan una energía de activación, como sodio metálico y agua, por ejemplo, el Los reactivos deben almacenarse con cuidado para que no entren en contacto accidentalmente y provoquen una reacción.