Contenido
- TL; DR (demasiado largo; no leído)
- Una definición de energía de activación
- Ejemplos de reacciones químicas que requieren energía de activación
Si bien algunas reacciones químicas comienzan tan pronto como los reactivos entran en contacto, para muchos otros, los químicos no reaccionan hasta que se les suministra una fuente de energía externa que puede proporcionar la energía de activación. Hay varias razones por las cuales los reactivos en las proximidades pueden no participar inmediatamente en una reacción química, pero es importante saber qué tipos de reacciones requieren una energía de activación, cuánta energía se requiere y qué reacciones se producen de inmediato. Solo entonces se pueden iniciar y controlar las reacciones químicas de manera segura.
TL; DR (demasiado largo; no leído)
La energía de activación es la energía requerida para iniciar una reacción química. Algunas reacciones proceden inmediatamente cuando los reactivos se juntan, pero para muchos otros, no es suficiente colocar los reactivos muy cerca. Se requiere una fuente de energía externa para suministrar la energía de activación para que la reacción continúe.
Una definición de energía de activación
Para definir la energía de activación, se debe analizar el inicio de las reacciones químicas. Tales reacciones ocurren cuando las moléculas intercambian electrones o cuando los iones con cargas opuestas se juntan. Para que las moléculas intercambien electrones, los enlaces que mantienen a los electrones unidos a una molécula tienen que romperse. Para los iones, los iones cargados positivamente han perdido un electrón. En ambos casos se necesita energía para romper los enlaces iniciales.
Una fuente de energía externa puede proporcionar la energía necesaria para desalojar los electrones en cuestión y permitir que la reacción química continúe. Las unidades de energía de activación son unidades como kilojulios, kilocalorías u kilovatios hora. Una vez que la reacción está en marcha, libera energía y es autosuficiente. La energía de activación solo se requiere al principio, para permitir que comience la reacción química.
Según este análisis, la energía de activación se define como la energía mínima requerida para iniciar una reacción química. Cuando se suministra energía a los reactivos desde una fuente externa, las moléculas se aceleran y chocan más violentamente. Las violentas colisiones liberan electrones y los átomos o iones resultantes reaccionan entre sí para liberar energía y mantener la reacción en marcha.
Ejemplos de reacciones químicas que requieren energía de activación
El tipo más común de reacción que requiere energía de activación involucra muchos tipos de fuego o combustión. Estas reacciones combinan oxígeno con un material que contiene carbono. El carbono tiene enlaces moleculares existentes con otros elementos en el combustible mientras que el oxígeno gaseoso existe como dos átomos de oxígeno unidos entre sí. El carbono y el oxígeno normalmente no reaccionan entre sí porque los enlaces moleculares existentes son demasiado fuertes para romperse por colisiones moleculares comunes. Cuando la energía externa, como una llama de un fósforo o una chispa, rompe algunos de los enlaces, los átomos de oxígeno y carbono resultantes reaccionan para liberar energía y mantener el fuego encendido hasta que se quede sin combustible.
Otro ejemplo es el hidrógeno y el oxígeno que forman una mezcla explosiva. Si el hidrógeno y el oxígeno se mezclan a temperatura ambiente, no pasa nada. Tanto el hidrógeno como el gas oxígeno están formados por moléculas con dos átomos unidos entre sí. Tan pronto como algunos de estos enlaces se rompen, por ejemplo por una chispa, se produce una explosión. La chispa le da energía adicional a algunas moléculas para que se muevan más rápido y choquen, rompiendo sus enlaces. Algunos átomos de oxígeno e hidrógeno se combinan para formar moléculas de agua, liberando una gran cantidad de energía. Esta energía acelera más moléculas, rompe más enlaces y permite que más átomos reaccionen, lo que resulta en la explosión.
La energía de activación es un concepto útil cuando se trata de iniciar y controlar reacciones químicas. Si una reacción requiere energía de activación, los reactivos pueden almacenarse juntos de manera segura, y la reacción correspondiente no tendrá lugar hasta que la energía de activación se suministre desde una fuente externa. Para las reacciones químicas que no necesitan una energía de activación, como el sodio metálico y el agua, por ejemplo, los reactivos deben almacenarse cuidadosamente para que no entren en contacto accidentalmente y provoquen una reacción descontrolada.