Teoría de colisiones, energía de activación y velocidad
En Química IV ya no se trata sólo de saber qué produce una reacción, sino qué tan rápido la produce. La teoría de colisiones lo explica así: para que dos partículas reaccionen tienen que chocar, y ese choque debe ser eficaz. Un choque es eficaz cuando cumple dos condiciones al mismo tiempo.
- Orientación adecuada: las partículas deben chocar por la zona donde se van a romper y formar los enlaces.
- Energía suficiente: el choque debe traer al menos la energía de activación (Ea), que es la barrera mínima de energía para que la reacción arranque.
En la cima de esa barrera se forma el complejo activado (o estado de transición): una especie muy inestable, de máxima energía, con enlaces a medio romper y a medio formar. No es una tercera condición del choque, es lo que existe durante un instante cuando el choque eficaz ya ocurrió: no se puede aislar ni guardar en un frasco.
La velocidad de reacción mide cuánto cambia la concentración de una sustancia por unidad de tiempo. El tiempo de reacción es el despeje de esa misma fórmula: lo que tarda el proceso en producir una cantidad dada.
Cómo se lee un diagrama de energía. Es la gráfica típica del examen: energía en el eje vertical, avance de la reacción en el horizontal. Con tres datos —energía de los reactivos, del complejo activado y de los productos— se contesta todo. Ejemplo: reactivos en 40 kJ, complejo activado en 150 kJ, productos en 90 kJ.
| Magnitud | Cómo se obtiene | Valor del ejemplo |
|---|---|---|
| Ea directa | Complejo activado − reactivos | 150 − 40 = 110 kJ |
| Ea inversa | Complejo activado − productos | 150 − 90 = 60 kJ |
| ΔH de reacción | Productos − reactivos | 90 − 40 = +50 kJ (endotérmica) |
| Tipo de reacción | ΔH > 0 endotérmica; ΔH < 0 exotérmica | Endotérmica: absorbe 50 kJ |
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