FACTORES QUE AFECTAN LA
VELOCIDAD DE UNA REACCION (Sanchez, s.f.)
¿De qué
depende que una reacción sea rápida o lenta? ¿Cómo se puede modificar la
velocidad de una reacción? Una reacción química se produce mediante colisiones eficaces
entre las partículas de los reactivos, por tanto, es fácil deducir que aquellas
situaciones o factores que aumenten el número de estas colisiones implicarán
una mayor velocidad de reacción. Veamos algunos de estos factores.
Temperatura
Al aumentar
la temperatura, también lo hace la velocidad a la que se mueven las partículas
y, por tanto, aumentará el número de colisiones y la violencia de estas. El
resultado es una mayor velocidad en la reacción. Se dice, de manera aproximada,
que por cada 10 °C de aumento en la temperatura, la velocidad se duplica.
Esto
explica por qué para evitar la putrefacción de los alimentos los metemos en la
nevera o en el congelador. Por el contrario, si queremos cocinarlos, los
introducimos en el horno o en una cazuela puesta al fuego.
Grado de
División o Estado Físico de los Reactivos
En
general, las reacciones entre gases o entre sustancias en disolución son
rápidas ya que las mismas están finamente divididas, mientras que las
reacciones en las que aparece un sólido son lentas, ya que la reacción
sólo tiene lugar en la superficie de contacto.
Si en una
reacción interactúan reactivos en distintas fases, su área de contacto es menor
y su rapidez también es menor. En cambio, si el área de contacto es mayor, la
rapidez es mayor.
Si los
reactivos están en estado líquido o sólido, la pulverización, es decir, la
reducción a partículas de menor tamaño, aumenta enormemente la velocidad de
reacción, ya que facilita el contacto entre los reactivos y, por tanto, la
colisión entre las partículas.
Por
ejemplo, el carbón arde más rápido cuanto más pequeños son los pedazos; y si
está finamente pulverizado, arde tan rápido que provoca una explosión.
Naturaleza
de los reactivos
Dependiendo
del tipo de reactivo que intervenga, una determinada reacción tendrá una
energía de activación:
·
Muy alta, y entonces será muy lenta.
·
Muy baja, y entonces será muy rápida.
Así, por
ejemplo, si tomamos como referencia la oxidación de los metales, la oxidación
del sodio es muy rápida, la de la plata es muy lenta y la velocidad de la
oxidación del hierro es intermedia entre las dos anteriores.
Otros
ejemplos:
·
catión hierro (III) (aq) + catión cromo (II) (aq) → catión hierro(II)
(aq) + catión cromo(III) (aq) ; muy rápida
·
monóxido de nitrógeno (g) + oxígeno (g) → dióxido de nitrógeno (g)
; moderada
·
metano (g) + oxígeno (g) → anhídrido carbónico (g) + agua (l) ; muy
lenta
¿A qué se
debe esta diferencia en las velocidades? La primera reacción no requiere la
ruptura ni formación de enlaces, sino que consiste simplemente en un
intercambio de electrones de unos iones a otros. La segunda requiere la ruptura
del enlace O=O, y la formación de dos nuevos. Por último, la tercera reacción
requiere la ruptura de seis enlaces y la formación de otros seis nuevos.
Según se
aprecia en estos ejemplos, puede decirse de forma aproximada que, a temperatura
ordinaria, las reacciones que no implican un reajuste de enlaces, como en
algunas reacciones redox en las que solo hay intercambio de electrones
entre iones suelen ser muy rápidas. Esto es lo que ocurre en casi todas
las reacciones entre iones. En cambio, cuando se requiere la ruptura y
formación de varios enlaces, las reacciones suelen ser muy lentas.
Concentración
de los reactivos
Si los
reactivos están en disolución o son gases encerrados en un recipiente, cuanto
mayor sea su concentración, más alta será la velocidad de la reacción en la que
participen, ya que, al haber más partículas en el mismo espacio, aumentará el
número de colisiones.
El ataque
que los ácidos realizan sobre algunos metales con desprendimiento de hidrógeno
es un buen ejemplo, ya que este ataque es mucho más violento cuanto mayor es la
concentración del ácido.
Para una
reacción: aA + bB ® cC + dD
La
variación de la velocidad de reacción con los reactivos se expresa, de manera
general, en la forma:
v = k [A]α [B]β
La
constante de velocidad k, depende de la temperatura. α y β son exponentes
que no coinciden necesariamente con los coeficientes estequiométricos de la
reacción general antes considerada.
α :
orden o grado de la reacción respecto de A
β :
orden o grado de la reacción respecto de B
α+β : orden o grado total de
la reacción
La
constante de velocidad k, depende de la temperatura. La dependencia
de la constante de velocidad, con la temperatura, viene dada por la ecuación
de Arrhenius:
donde la
constante A se denomina factor de frecuencia y Ea es la energía de activación.
Presencia
de un catalizador
Los catalizadores son sustancias que
aumentan o disminuyen la rapidez de una reacción sin transformarse. La forma de
acción de los mismos es modificando el mecanismo de reacción, empleando pasos
elementales con mayor o menor energía de activación. En ningún caso el
catalizador provoca la reacción química; no varía su calor de reacción.Los
catalizadores se añaden en pequeñas cantidades y son muy específicos; es decir,
cada catalizador sirve para unas determinadas reacciones. El catalizador se
puede recuperar al final de la reacción, puesto que no es reactivo ni participa
en la reacción.
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