Entalpía, Entropía y Factores que Afectan la Velocidad de Reacción: Conceptos Clave

Conceptos Fundamentales de Termoquímica y Cinética Química

Termoquímica: Entalpía y Entropía

La termoquímica estudia los cambios de energía en las reacciones químicas. A continuación, se definen conceptos clave:

• Entalpía de formación (ΔHf): Es la variación de entalpía cuando se forma un mol de un compuesto a partir de sus elementos en su estado estándar.
• Entalpía de reacción (ΔHr): Es la diferencia entre la entalpía de formación de los productos y la de los reactivos, multiplicada por los coeficientes estequiométricos de la ecuación química balanceada.
• Energía de enlace (Ee): Es la energía necesaria para romper un enlace específico. La entalpía de reacción también se puede estimar como la diferencia entre la energía de los enlaces rotos y la energía de los enlaces formados.
• Entropía (ΔS): Mide el grado de desorden o aleatoriedad de las partículas en un sistema.
• Entropía estándar de reacción (ΔS°): En reacciones con gases, si aumenta el número de moles gaseosos, la entropía será positiva (ΔS° > 0) porque la entropía final es mayor que la inicial.
• Energía Libre de Gibbs (ΔG):
  • ΔG > 0: Reacción no espontánea.
  • ΔG < 0: Reacción espontánea.

Cinética Química: Factores que Afectan la Velocidad de Reacción

La cinética química estudia la velocidad de las reacciones químicas y los factores que influyen en ella. Estos factores se describen a continuación:

• Temperatura (T): Según la ley de velocidad y la ecuación de Arrhenius, un aumento de temperatura incrementa la constante de velocidad (k) y, por lo tanto, la velocidad de reacción. Esto se debe a que el exponente en la ecuación de Arrhenius aumenta.
• Superficie de contacto: A mayor superficie de contacto entre los reactivos, mayor será la velocidad de reacción.
• Concentración (C): A mayor concentración de los reactivos, mayor será la velocidad de reacción.
• Catalizadores: Los catalizadores positivos aumentan la velocidad de reacción al disminuir la energía de activación. Según la ley de velocidad y la ecuación de Arrhenius, al añadir un catalizador positivo, se incrementa la constante de velocidad (k) y, por consiguiente, la velocidad de reacción.
• Volumen (V): Una disminución del volumen aumenta la concentración de los reactivos (especialmente en gases) y, por lo tanto, incrementa la superficie de contacto y la velocidad de reacción.
• Presión (P): Un aumento de la presión disminuye el volumen (principalmente en gases), lo que a su vez aumenta la velocidad de reacción.

Se repite el contenido, se elimina la repetición.