Rapidez de reacción

En la Naturaleza ocurren continuamente cambios químicos que pueden pasar inadvertidos para los que no son especialistas en la disciplina. Difícilmente se puede estar consciente, por ejemplo, de las innumerables reacciones químicas que ocurren en nuestro cuerpo relacionadas con la respiración, el crecimiento, la alimentación, la reproducción, etcétera.

La rapidez de una reacción química es una magnitud positiva que define el cambio de concentración de un reactivos o de un producto en función del tiempo determinado.

La rapidez de reacción no es constante. Al principio, cuando la concentración de reactivos es mayor, también es mayor la probabilidad de que se den choques entre las moléculas de reactivo, y la rapidez es mayor, a medida que la reacción avanza, al ir disminuyendo la concentración de los reactivos, disminuye la probabilidad de choques y con ella la rapidez de la reacción .La medida de la rapidez de reacción implica la medida de la concentración de uno de los reactivos o productos a lo largo del tiempo, esto es, para medir la rapidez de una reacción necesitamos medir, bien la cantidad de reactivo que desaparece por unidad de tiempo, bien la cantidad de producto que aparece por unidad de tiempo .La rapidez de reacción se mide en unidades de concentración/tiempo, esto es, en moles/s.

Por norma general, la rapidez de reacción aumenta con la temperatura porque al aumentarla incrementa la energía cinética de las moléculas. Con mayor energía cinética, las moléculas se mueven más rápido y chocan con más frecuencia y con más energía.

La cinética estudia la rapidez de una reacción, los factores que afectan dicha rapidez y el mecanismo de la reacción. Entendemos por mecanismo los diferentes pasos por los cuales pasan las reacciones hasta llegar a formar los productos.

 

· Determinación de la rapidez de una reacción.

La velocidad con que ocurre una reacción química se puede determinar dividiendo la cantidad de sustancia transformada o producida (moles), entre el tiempo en que transcurre la reacción (segundos).

rapidez = - ∆ [reactivos] Ecuación de rapidez en función de los reactivos

                               ∆t

rapidez =∆[productos] Ecuación de rapidez en función de los productos                           ∆t

 

 Se debe tener en cuanta que al aumentar la concentración de los productos, disminuye la concentración de los reactivos.  En este caso se teine al N2O5 como reactivo y a el O2 y NO2 como productos.

 

Así por ejemplo, cuando se hace reaccionar magnesio con ácido clorhídrico, la rapidez de la reacción se determina dividiendo los moles de magnesio consumidos durante el proceso, entre el tiempo en segundos en que se llevó a cabo la reacción.

Mg + 2HCI ---> MgCI2 + H2

 

· Factores que afectan la rapidez de una reacción.

Experimentalmente se ha comprobado que la rapidez de una reacción puede ser alterada por una serie de factores tales como: grado de subdivisión, concentración, temperatura y catalizadores.

Haciendo variar las condiciones en que ocurre el proceso, una reacción lenta puede hacerse más rápida, y viceversa.

 

· Grado de subdivisión o superficie de contacto.

·  Si tratamos de encender un tronco seco de un árbol, quizás gastaremos unas cuantas cajas de fósforos sin lograrlo. Ahora bien, si lo cortamos en pequeñas astillas y chamizas y le acercamos un fósforo encendido, inmediatamente arderán, ya que exponen mayor superficie de contacto.

·  Si se hacen reaccionar separadamente: cinc finamente pulverizado y cinc en granallas, con el ácido clorhídrico, la rapidez de reacción es mayor en el primer caso, ya que el cinc en polvo expone mayor superficie de contacto.

 

· Concentración.

La rapidez con que se produce una reacción depende del número de choques altamente energéticos que se produzcan entre las moléculas y átomos de las sustancias reaccionantes. A partir de esto, resulta claro que cuanto mayor sea la concentración de las sustancias, mayor será también el número de átomos y moléculas que sufren colisiones, dando como resultado un incremento en la rapidez de la reacción.

 

· Temperatura.

Al hablar de la concentración se mencionó que un aumento en el número de choques daba por resultado un incremento en la rapidez de la reacción. Ello ocurre siempre que las moléculas estén dotadas de suficiente energía como para vencer las fuerzas de atracción intermoleculares (enlaces), dando como resultado el origen de nuevas sustancias.

Cuando se calienta un sistema en el que se está operando un cambio químico, las moléculas tienden a adquirir mayor energía cinética, aumentando, por lo tanto, el número de choques altamente energéticos, capaces de producir la ruptura de los enlaces y con ello aumentar la rapidez de la reacción.

A mayor temperatura, mayor número de choques altamente energéticos, y viceversa. A mayor temperatura, mayor rapidez de reacción, y viceversa.

 

· Catalizadores.

Son sustancias químicas que modifican la rapidez de las reacciones, sin experimentar ninguna alteración en su cuadro de propiedades ni pérdida de masa al concluir el proceso.

Al adicionar un catalizador a una reacción disminuye la energía mínima necesaria para que ésta se produzca, lo cual trae como consecuencia que la rapidez de la reacción sea mayor. El clorato de potasio, por ejemplo, se descompone en cloruro de potasio y oxígeno, muy lentamente, aun calentándose a temperaturas relativamente altas. Si se le adiciona una pequeña cantidad de dióxido de manganeso, éste actúa como catalizador, aumentando la rapidez de la reacción, lo cual se pone en evidencia por un mayor desprendimiento de oxígeno.

2KCIO 3
2KCI + 30 2