Principios de Termodinámica y Cinética Química: Velocidad y Energía en Reacciones
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Termodinámica en Reacciones Químicas
La termodinámica permite calcular la variación de energía que acompaña a toda reacción química y predecir si una reacción será o no espontánea. Sin embargo, la termodinámica no predice la rapidez de una reacción.
Cinética Química: Velocidad de Reacciones
Definición de Cinética Química
La cinética química es el estudio de las velocidades de reacción, una parte independiente de la química.
Velocidad de Reacción
La velocidad de reacción representa la rapidez con la que los reactivos se transforman en productos. Es difícil predecir si un proceso será rápido o lento.
Ecuación de Velocidad o Ley de Velocidad
La ecuación de velocidad es experimental y no puede predecirse a partir de la ecuación química. Relaciona la velocidad instantánea de una reacción con la concentración de las sustancias presentes.
La ecuación de velocidad tiene la forma:
v = K [A]α · [B]β · …
Donde:
- v es la velocidad instantánea.
- [A], [B]... son las concentraciones molares de los reactivos en un instante dado.
- K es la constante de velocidad o coeficiente cinético, característico de cada reacción y dependiente de la temperatura.
- α y β son el orden de la reacción respecto a los reactivos A y B, respectivamente. La suma α + β es el orden total de la reacción.
Teoría de las Colisiones
Una reacción química implica la ruptura de enlaces en los reactivos y la formación de nuevos enlaces en los productos. Para que esto ocurra, las moléculas de los reactivos deben colisionar.
Para que las colisiones sean eficaces, se requieren dos condiciones:
- Las moléculas reaccionantes deben tener suficiente energía para romper enlaces al colisionar. Estas moléculas se llaman moléculas activadas, y la energía mínima requerida se llama energía de activación.
- Los choques deben ocurrir con una orientación adecuada.