Factores que afectan la velocidad de reacción: cinética química

Varios factores afectan la velocidad de reacción. Una reacción química solo ocurre si las partículas reactivas chocan entre sí con éxito. Cualquier cosa que aumente la probabilidad de colisiones de partículas exitosas aumenta la velocidad de reacción.

El uso de estos factores para controlar la velocidad de una reacción química es importante para muchos procesos químicos. Por ejemplo, ralentizar una reacción altamente exotérmica puede evitar una explosión. Acelerar la velocidad de la reacción de una barra luminosa hace que su luz brille más brillante. Aquí hay una lista de factores que afectan la velocidad de reacción, una explicación de por qué funcionan y una mirada a las limitaciones de aumentar la velocidad.

Resumen de factores que afectan la tasa de reacción

Factor	Afecto en la tasa de reacción
Temperatura	El aumento de temperatura aumenta la velocidad de reacción (hasta cierto punto)
Presión	El aumento de la presión de los gases aumenta la velocidad de reacción
Concentración	Aumentar la cantidad de reactivos en una solución aumenta la velocidad de reacción
Catalizadores	La presencia de catalizador aumenta la velocidad de reacción
Tamaño de partícula	Disminuir el tamaño de las partículas o aumentar el área de la superficie aumenta la velocidad de reacción
Estado fisico	Los reactivos en el mismo estado de la materia reaccionan más fácilmente que los que se encuentran en diferentes fases. La mezcla ayuda a mejorar la velocidad de reacción.
Luz	Algunas reacciones obtienen su energía de activación de la luz, lo que aumenta la velocidad de la reacción química.
Naturaleza de los reactivos	Algunos tipos de reacciones son intrínsecamente más rápidas que otras.

Una mirada más cercana a los factores

Temperatura

La temperatura es a menudo el factor que tiene el mayor efecto sobre la velocidad de reacción. El aumento de temperatura les da a las partículas energía cinética, por lo que rebotan más rápidamente y es más probable que se combinen. Más importante aún, es más probable que la energía agregada cumpla con el requisito de energía de activación para la reacción. Por el contrario, bajar la temperatura hace que las moléculas sean más lentas y menos propensas a reaccionar.

La velocidad de muchas reacciones químicas se duplica por cada 10 ° C de aumento de temperatura. La «regla» se aplica a la mayoría de las reacciones, pero no a todas. Por ejemplo, muchas velocidades de reacción bioquímica se duplican con aumentos de temperatura mucho menores. Además, existe un límite de temperatura superior por encima del cual una reacción se ralentizará o se detendrá.

Presión

El aumento de la presión fuerza a las partículas reactivas a acercarse, aumentando su interacción y la velocidad de reacción. Como era de esperar, la presión afecta a los gases significativamente más que a los líquidos o sólidos.

Concentración

El aumento de la concentración de reactivos líquidos y gaseosos aumenta el número de colisiones entre partículas y, por lo tanto, aumenta la velocidad de reacción.

Uso de un catalizador

Los catalizadores o enzimas reducen la energía de activación de una reacción química. Dado que es más fácil que ocurra la reacción, es más rápido.

Los catalizadores aumentan la frecuencia de colisiones entre reactivos, alteran la orientación molecular, reducen los enlaces intermoleculares dentro de los reactivos o ceden densidad de electrones a los reactivos. La presencia de un catalizador no cambia una reacción química, pero la ayuda a alcanzar el equilibrio más rápidamente.

Por el contrario, algunas sustancias reducen la velocidad de una reacción química. Estos inhibidores pueden competir por un reactivo, cambiar la orientación del reactivo o alterar la densidad electrónica de la formación de enlaces químicos.

Tamaño de partícula: área de superficie

Los tamaños de partículas más pequeños y el área de superficie aumentada maximizan las oportunidades de colisión de los reactivos. Triturar sólidos en polvos aumenta el área de superficie. Por ejemplo, un trozo de magnesio metálico se oxida en el aire, pero el magnesio en polvo se oxida tan rápido que puede encenderse espontáneamente.

Estado físico de los reactivos

El estado físico de los reactivos (sólido, líquido, gas) afecta la velocidad de reacción. Los reactivos líquidos y gaseosos en la misma fase tienden a reaccionar rápidamente porque el movimiento térmico los une. La velocidad de una reacción está limitada por el área de la superficie de la interfaz cuando los reactivos están en diferentes fases. Aquí, agitar y mezclar puede acelerar la velocidad de la reacción al juntar los reactivos.

Absorción de luz

La luz proporciona la energía de activación necesaria para algunas reacciones. Para estas reacciones, aumentar la cantidad de luz aumenta la velocidad de reacción. La fotosíntesis es un buen ejemplo de una reacción afectada por la luz.

Naturaleza de los reactivos

Los tipos de enlaces químicos en los reactivos influyen en la rapidez con que ocurren las reacciones. Por ejemplo, las reacciones ácido-base y de intercambio iónico tienden a ser reacciones rápidas. Las reacciones que involucran moléculas grandes tienden a ser más lentas. A veces es posible aumentar la velocidad de una reacción eligiendo diferentes compuestos para producir el producto deseado. Por ejemplo, en una reacción de sustitución, obtendrá una reacción más rápida usando una sal soluble que una insoluble porque la sal soluble se disolverá en partículas más pequeñas.

Limitaciones para acelerar la velocidad de una reacción

Existe un límite con respecto a cuánto un factor puede aumentar la velocidad de una reacción química. Por ejemplo, aumentar la temperatura acelera una reacción, pero por encima de cierta temperatura los reactivos pueden desnaturalizarse. Agregar un catalizador acelera una reacción, pero agregar más no causará un aumento adicional de la velocidad.

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