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La velocidad de una reacción química se refiere a la velocidad con la que los reactivos se convierten en productos, las sustancias formadas a partir de la reacción. La teoría de colisión explica que las reacciones químicas ocurren a diferentes velocidades al proponer que para que una reacción continúe, debe haber suficiente energía en el sistema para que las partículas reactivas choquen, rompan los enlaces químicos y formen el producto final. La masa de las partículas reactivas determina la cantidad de superficie expuesta a posibles colisiones.
Tasas de reacción
Varios factores, incluida la masa y la concentración de partículas disponibles para reaccionar, influyen en la velocidad de una reacción química. Cualquier cosa que influya en el número de colisiones entre partículas también afecta la velocidad de reacción. Las partículas reactivas más pequeñas con menos masa aumentan las posibilidades de colisiones, lo que aumenta la velocidad de reacción. Una molécula compleja masiva con sitios reactivos remotos tardará en responder, sin importar cuántas colisiones tengan lugar. Esto da como resultado una velocidad de reacción lenta. Una reacción que involucra partículas menos masivas con más área de superficie disponible para colisiones procederá más rápidamente.
Concentración
La concentración de los reactivos determina la velocidad de la reacción. En reacciones simples, un aumento en la concentración de reactivos acelera la reacción. Cuantas más colisiones con el tiempo, más rápido puede avanzar la reacción. Las partículas pequeñas tienen menos masa y más área de superficie disponible para las colisiones de otras partículas. Sin embargo, en otros mecanismos de reacción más complejos, esto puede no ser siempre cierto. Esto a menudo se observa en reacciones que involucran moléculas de proteínas enormes con grandes masas y estructuras enrevesadas con sitios de reacción enterrados profundamente en ellas que no son fácilmente abordables por partículas de colisión.
Temperatura
El calentamiento pone más energía cinética en la reacción, haciendo que las partículas se muevan más rápido para que ocurran más colisiones y aumente la velocidad de reacción. Se necesita menos calor para energizar partículas más pequeñas con menos masa, pero puede tener resultados negativos con grandes moléculas masivas, como las proteínas. Demasiado calor puede desnaturalizar las proteínas al hacer que sus estructuras absorban energía y rompan los enlaces que mantienen juntas las secciones de las moléculas.
Tamaño de partícula y masa
Si uno de los reactivos es un sólido, la reacción procederá más rápido si se tritura en polvo o se rompe. Esto aumenta su área de superficie y expone más partículas pequeñas con una masa más pequeña pero un área de superficie más grande a los otros reactivos en la reacción. Las posibilidades de colisiones de partículas aumentan a medida que aumenta la velocidad de reacción.
Un gráfico que representa el tiempo frente a la cantidad total de producto producido muestra que las reacciones químicas generalmente comienzan a una velocidad rápida cuando las concentraciones de reactivo son mayores y se desacelera gradualmente a medida que se agotan los reactivos. Cuando la línea alcanza una meseta y se vuelve horizontal, la reacción ha concluido.