TEMA 6
CINÉTICA
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA
VELOCIDAD DE REACCIÓN
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Naturaleza de los reactivos.
Concentración de los reactivos
Temperatura del sistema
Presencia de catalizadores
Superficie de contacto de los reactivos
Presión
NATURALEZA DE LOS REACTIVOS
• La velocidad de reacción depende de la complejidad de
las moléculas que reaccionan
• Las reacciones entre iones en disolución son muy rápidas.
• Las reacciones homogéneas en las que intervienen
líquidos y gases son más rápidas que aquellas en las que
intervienen sólidos.
• La reacción es más rápida si aumenta la superficie de
contacto o si elevamos el nivel de agitación
• Las reacciones que conllevan una
readecuación
de
enlaces
o
una
transferencia de electrones toman más
tiempo que las reacciones que no
experimentan dichos cambios.
• Las reacciones iónicas ocurren casi
instantáneamente. Estas son rápidas,
debido a que los iones de una
determinada carga son atraídos por
aquellos de carga opuesta y los iones
chocan frecuentemente, aquí no hay
trasferencia de electrones
• Las reacciones entre moléculas neutras
son más lentas que las reacciones
iónicas porque tiene que ocurrir una
transferencia de electrones y un arreglo
de enlaces.
PbI2
EJEMPLO:
• Por ejemplo, un trozo de sodio pierde
inmediatamente su brillo debido a su reacción
con el oxígeno y el agua atmosféricos. El
hierro también reacciona con el oxígeno y la
humedad del aire, formando herrumbre, pero
de forma más lenta
Oxidación del sodio
Oxidación del hierro
CONCENTRACIÓN DE LOS REACTIVOS
• A medida que la concentración de los
reactivos aumenta, también lo hace la
probabilidad de que las moléculas de reactivo
choquen entre ellas, lo que aumenta la
velocidad de reacción.
• “A mayor concentración de los reactantes,
mayor es la velocidad de la reacción y
viceversa”.
• Aumentando la concentración de uno más
reactantes aumentan las colisiones y más
partículas chocan con la energía de activación
necesaria resultando colisiones más eficientes.
• “La velocidad de una reacción es directamente
proporcional
al
producto
de
las
concentraciones de los reactantes”.
Ya sabemos que la concentración afecta la velocidad de la reacción, para
que esto ocurra las partículas deben chocar y estos choque deben ser
efectivos.
EJEMPLO:
• La velocidad de una reacción aumenta cuando
crece la concentración de los reactivos. Al
aumentar el número de moléculas confinadas
será mayor la frecuencia con que éstas colisionan
entre sí.
• Por ejemplo, una astilla de madera arde con
relativa rapidez en el aire (que contiene 20% de
oxígeno) pero se inflama inmediatamente con
oxígeno puro, que contiene mayor concentración
de moléculas
TEMPERATURA
• A altas temperatura, las moléculas reactantes
tienen más energía cinética, se mueven más
rápido, y chocan con más frecuencia y con
mayor energía.
Un aumento de la temperatura produce siempre un aumento de la velocidad de una
reacción y viceversa.
La temperatura aumenta el movimiento de las partículas produciéndose más colisiones,
sin embargo la principal razón que al aumentar la temperatura aumente la velocidad de
la reacción es que más partículas chocan con la energía de activación necesaria
resultando colisiones más eficientes.
►El gráfico representa el volumen de
CO2 producido con respecto al tiempo,
en la reacción entre carbonato de calcio
(sólido) y ácido clorhídrico (acuoso) a
baja y alta temperatura.
Como regla: un incremento de 10°C , duplica la velocidad de una reacción.
EJEMPLO
• Cuanto más alta sea la temperatura, mayor será la energía
cinéticas de las moléculas, lo que supone un aumento del
número de colisiones moleculares y por consiguiente, un
aumento de la velocidad de la reacción.
• La temperatura de los insectos sigue las oscilaciones del
ambiente.
• Por ello, la actividad de una abeja es inferior en invierno,
porque las reacciones bioquímicas de su organismo son
más lentas
• El carbón y la gasolina no arden a temperatura ambiente,
pero cuando se calientan se produce una rápida
combustión
PRESENCIA DE CATALIZADORES
• Generalmente son sustancias químicas que
aumentan o disminuyen la velocidad de una
reacción. Según esto existen dos tipos de
catalizadores: los positivos (que aumentan la
velocidad ) y los negativos (que disminuyen la
velocidad).
• Los catalizadores ejercen en definitiva una
variación de la energía de activación. Los
positivos disminuyen la energía de activación y
los negativos aumentan la energía de activación.
• Los catalizadores: No participan en la reacción
(se recuperan o no se consumen, sólo
producen el efecto anteriormente dicho). Son
específicos
• Los catalizadores producen cambios en el
mecanismo de la reacción.
• Al final de la reacción, los catalizadores
aparecen íntegros, aunque a veces, en
distinto estado de agregación
Gráfica de perfil de la reacción con y
sin catalizador
EA sin catalizador
Energía
EA con catalizador
reactivos
H
productos
coordenada de reacción
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• La naturaleza del catalizador puede
determinar los productos de la reacción
EJEMPLO:
• La reacción entre H2 y O2 ocurre a velocidad
despreciable a temperatura ambiente, pero en
presencia de platino finamente dividido la
reacción es bastante rápida.
• Cuando se utiliza níquel como catalizador, la
reacción entre el CO y el H2 produce metano
CH4.
SUPERFICIE DE CONTACTO DE LOS
REACTIVOS
• “A mayor grado de división de los reactantes ,
mayor es la velocidad de la reacción y
viceversa”. Este factor es aplicable a reactivos
sólidos.
• Mientras más finamente divididos estén los
reactantes aumenta la superficie de contacto
y la reacción es más rápida.
• El gráfico representa el volumen de CO2
producido con respecto al tiempo, en la
reacción entre carbonato de calcio (sólido) en
polvo y en trozos con ácido clorhídrico
(acuoso) .
Facilidad de los reactivos para entrar en contacto
• Si las reacciones se llevan a cabo en fase gaseosa o en disolución líquida,
las moléculas
de los reactivos colisionan con mucha facilidad.
• Cuando un de los reactivos es sólido, y se reduce el tamaño de las partículas,
reduciéndolo a un polvo fino, aumenta el área de contacto con los otros reactivos,
lo que se traduce en un aumento de la velocidad de la reacción
Por ejemplo, al dividir un cubo de 1 cm de arista en 106 cubos de 0,01 cm
de arista, el área se multiplica por 100
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PRESIÓN
• Este factor actúa en reacciones en que intervienen
gases o se producen gases
• “Si en una reacción un o más reactantes son gases,
un aumento de la presión aumenta la velocidad y
viceversa a temperatura constante”.
• “Si en una reacción se producen gases, un aumento
de la presión disminuye la velocidad y viceversa a
temperatura constante”.
• Un aumento de la presión de un gas tiene como
efecto el aumento de la concentración y por
consiguiente de la velocidad de la reacción a una
temperatura dada
• Si se aumenta el número de partículas por unidad de
volumen, aumenta la probabilidad que estas choquen.
Si consideramos la siguiente ecuación
H2(g) + I2(g)
 2HI(g)
• Si se mantiene igual la concentración de las
moléculas de hidrógeno. Se espera que al
duplicar la concentración de yodo se duplicaría
la frecuencia de las colisiones entre las
moléculas de hidrógeno y yodo. Esto a su vez
duplicaría la velocidad de la reacción. Los
experimentos demuestran que la velocidad de la
reacción
varía
directamente
con
la
concentración de yodo
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