Teoría de colisiones: definición y factores que influyen en las velocidades de reacción
Teoría de colisiones: definición y factores que influyen en las velocidades de reacción – ¿Has oído hablar alguna vez del término teoría de colisiones? Para los estudiantes de Física, por supuesto, este no es un término extranjero. Pero para aquellos de ustedes que no entienden lo que significa, es mejor leer el artículo a continuación para conocerlo mejor. Veamos la discusión.
Teoría de colisiones: definición y factores que influyen en las velocidades de reacción
La teoría de la colisión es una explicación cualitativa de cómo puede tener lugar una reacción química y por qué la velocidad de reacción puede ser diferente para diferentes reacciones. La teoría de la colisión fue propuesta por primera vez por Max Trautz en 1916. Max afirmó que cuando las partículas reactivas chocan entre sí, sólo un pequeño porcentaje de las colisiones provocan cambios químicos conocidos como colisiones efectivas.
Para que se produzcan colisiones efectivas, la orientación de las colisiones moleculares debe ser correcta. La orientación es la dirección o posición de las colisiones intermoleculares. Antes de que ocurra una colisión, las partículas requieren una energía mínima conocida como energía de activación (Ea). La energía de activación es la energía mínima necesaria para que se produzca una reacción. Esta energía se utiliza para romper enlaces y formar nuevos enlaces, lo que da como resultado la formación de productos de reacción.
Las moléculas en movimiento tendrán energía cinética. Cuanto más rápido es el movimiento, mayor es la energía cinética que se convierte en energía vibratoria. Si la energía cinética inicial es grande, las moléculas en colisión vibrarán fuertemente, lo que provocará la rotura de varios enlaces químicos en las moléculas. La formación de productos de reacción comienza con la ruptura de enlaces como primer paso. Sin embargo, si la energía cinética inicial es pequeña, las moléculas simplemente rebotarán y permanecerán intactas. Para que se produzca una reacción, se debe alcanzar una energía mínima de colisión. Por tanto, para que se produzca una reacción, las moléculas en colisión deben tener una energía cinética total igual o mayor que la energía de activación (Ea). Si la energía cinética es menor que la energía de activación, las moléculas permanecerán intactas y no se producirá ninguna reacción.
Las reacciones químicas ocurren cuando partículas de sustancias reactivas (reactivos) chocan entre sí. Sin embargo, no todas las colisiones que se producen producirán nuevas sustancias. Se pueden producir nuevas sustancias a partir de colisiones perfectas. Una colisión perfecta se llama colisión efectiva. Las partículas de sustancias que chocan entre sí a veces no se convierten inmediatamente en una sustancia resultante. Estas colisiones primero forman una molécula compleja llamada molécula compleja activada. La formación de moléculas complejas activadas está relacionada con la energía de activación. La energía de activación (EA) es la energía de colisión más baja necesaria para la formación de moléculas complejas activadas para que pueda tener lugar la reacción.
Teoría básica de colisiones
Las colisiones que producen reacciones son colisiones entre partículas que tienen una energía mayor que la energía de activación. Cuanto menor sea el valor de la energía de activación, más rápida será la reacción.
La reacción P + Q → R + S puede ocurrir si P + Q tiene una energía de activación mínima. La existencia de una energía de activación mínima permite que se produzcan colisiones que produzcan energía, siempre que la energía de colisión de los reactivos sea > Ea.
La teoría de la colisión basada en la teoría cinética de las moléculas de gas establece lo siguiente.
- El gas está formado por moléculas de gas que son más pequeñas que la distancia intermolecular.
- Las moléculas de gas siempre se mueven en línea recta en todas direcciones.
- Las colisiones entre las moléculas de gas y las paredes del recipiente son perfectamente elásticas, lo que significa que las moléculas de gas se reflejarán sin perder energía.
- La velocidad de movimiento de las moléculas de gas está influenciada por los cambios de temperatura. Cuanto mayor es la temperatura, más rápido se mueven las moléculas de gas.
- La energía cinética promedio de las moléculas de gas es la misma a la misma temperatura o no se ve afectada por su masa.
- La velocidad de reacción de una reacción química está influenciada por varios factores. Podemos controlar la velocidad de reacción cambiando los factores que influyen en la velocidad de reacción. Sin embargo, tenga en cuenta que para datos experimentales con variaciones en varios factores, no todos los factores siempre influyen.
Factores que afectan las tasas de reacción
Factores que afectan las tasas de reacción
Concentración
La concentración está relacionada con la frecuencia de las colisiones. La concentración continúa aumentando hasta que hay muchas partículas de sustancia que reaccionan. Como resultado, tal vez las colisiones entre partículas reactivas sigan siendo grandes y las colisiones eficientes entre partículas también sigan aumentando. De esta forma, la respuesta seguirá siendo rápida.
Área de superficie
Si la superficie sigue siendo grande, es posible que el contacto entre los reactivos también siga siendo grande. Esto aumentará la frecuencia de las colisiones para que se produzcan colisiones más eficientes. Aumentar la frecuencia de colisiones eficientes aumentará la tasa de respuesta.
Temperatura
Cuando aumenta la temperatura, también aumenta la energía cinética de las moléculas reactivas. La presencia de gran energía cinética provoca que los movimientos intermoleculares sigan siendo relámpagos y aleatorios. Como resultado, la frecuencia de las colisiones que ocurren sigue aumentando y las colisiones eficientes también seguirán aumentando para que la respuesta siga ocurriendo rápidamente.
Catalizador
Un catalizador es una sustancia que puede acelerar la velocidad de respuesta sin sufrir cambios químicos permanentes, de modo que al final de la respuesta la sustancia pueda recuperarse. Los catalizadores se dividen en 2, a saber, catalizadores homogéneos y catalizadores heterogéneos.
Un catalizador homogéneo es un catalizador que tiene la misma fase que la fase reactiva. Por otro lado, un catalizador heterogéneo es un catalizador que tiene una fase diferente a la fase reactiva. Habitualmente se utilizan catalizadores heterogéneos en forma sólida. Mientras tanto, el reactivo se encuentra en forma de gas.
La acumulación de catalizador provoca etapas de respuesta adicionales que proporcionan otras vías con menor energía de activación (Ea). La energía de activación (Ea) es la energía mínima que deben poseer o darse a las partículas para que sus colisiones produzcan una respuesta. Las etapas de respuesta adicionales toman la forma de una sesión de unión del catalizador y una sesión de liberación del catalizador al final de la respuesta. Los catalizadores tienen características especiales, lo que significa que sólo pueden actuar como una respuesta específica.
La función del catalizador es reducir la energía de activación. La presencia de un catalizador hará que la respuesta se produzca a lo largo de varias sesiones. La serie de etapas de respuesta en una respuesta química se denomina mecanismo de respuesta. La sesión de respuesta es un mecanismo de respuesta muy lento, es decir, la sesión que determina la tasa de respuesta.
Esa es la reseña de Seputartahu.co.id acerca de Teoría de la colisión, Espero que sea útil.
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