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La velocidad de reacción se obtiene dividiendo la concentración de la sustancia por el tiempo:
Las reacciones químicas tienen distintas velocidades. Por ejemplo, los edificios y estatuas se desgastan por la lluvia ácida en un proceso muy lento, que tarda inclusive años; en cambio, los fuegos artificiales tienen una velocidad de reacción rapidísima, apenas segundos. Lo más interesante es que la mayor parte de las reacciones tienen una velocidad casi instantánea, es decir, que se ubican en un tiempo intermedio entre la velocidad de la erosión de la piedra y la de los fuegos artificiales.
FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE LAS REACCIONES
La velocidad de la transformación de las sustancias en otras distintas depende de varios factores, como la naturaleza de las sustancias reaccionantes, la superficie de contacto entre ellas, la temperatura, la presencia de un catalizador, la influencia de la luz y la concentración o presión de las sustancias determinantes del cambio químico.
1. La naturaleza de la sustancia reaccionante
La oxidación del hierro en el aire es un proceso más rápido que la del plomo y la de la plata, que se oxidan muy lentamente, o la del oro y la del platino, cuya oxidación es totalmente nula; pero es mucho más lenta que la oxidación del sodio y el calcio.
2. La superficie de contacto de la sustancia reaccionante
La combustión del carbón es más lenta si no está pulverizado, debido a que el contacto necesario entre el combustible y el oxígeno del aire es mucho mayor.
3. La temperatura como factor determinante de la velocidad
Cuanto más elevada está la temperatura, la velocidad de la reacción aumenta más. Un aumento de 10º C en la temperatura aumenta el doble la velocidad de reacción. Por ejemplo, la unión entre el hidrógeno y el oxígeno para formar agua oxigenada es completamente imperceptible a temperatura ambiente, pero si se eleva la temperatura la formación de agua se hace distinguible a unos 300° C y transcurre con velocidad creciente hasta que a unos 700° C se verifica con carácter explosivo, casi instantáneamente.
Para que una reacción tenga lugar es necesario, además del choque entre las moléculas, que los enlaces atómicos se hallen suficientemente debilitados para que puedan romperse formando nuevos enlaces. Por lo tanto, no todos los choques moleculares pueden originar nuevas sustancias, sino solamente los choques entre moléculas de alta energía que están presentes en los gases reaccionantes a cualquier temperatura del sistema, determinada la distribución de velocidades y de energía entre las moléculas gaseosas.
4. La influencia de los catalizadores
Los catalizadores son sustancias extrañas al proceso de la reacción que aceleran dicho proceso. Por ejemplo, el agua oxigenada es relativamente estable, pero partículas de polvo, como álcalis o dióxido de manganeso aceleran notablemente su descomposición.
Los catalizadores permanecen químicamente inalterados al terminar el proceso y su intervención en el mismo se conoce como catálisis. Desde el punto de vista energético, la presencia del catalizador disminuye la energía de activación. Nuestro cuerpo cuenta con catalizadores de numerosos procesos químicos, denominados enzimas. En algunos casos, ciertas sustancias actúan disminuyendo la velocidad de reacción del proceso por lo que se denominan catalizadores negativos.
En las industrias, muchos procesos químicos importantes, como la formación sintética del amoníaco a partir de nitrógeno e hidrógeno, la oxidación del amoníaco a monóxido de nitrógeno para la obtención posterior de ácido nítrico o la fabricación de ácido sulfúrico son económicamente posibles debido a la presencia de catalizadores.
5. La luz como determinante de la velocidad de las transformaciones químicas
La luz y la energía radiante aceleran determinadas reacciones químicas. Por ejemplo, la unión del cloro con el hidrógeno, no apreciable en la oscuridad, se verifica con relativa velocidad a la luz difusa y con velocidad elevadísima bajo la acción directa de la luz solar.
Las reacciones causadas por absorción de luz, visible y ultravioleta, o de las reacciones que al verificarse a temperatura ambiente emiten energía luminosa se denominan reacciones fotoquímicas. La reacción fotoquímica más importante es la fotosíntesis, que permite transformar el dióxido de carbono del aire en hidratos de carbono, ya que de ella depende la existencia de la vida sobre la Tierra. Pero aparte de ella se encuentran otras, como la formación de ozono al someter el oxígeno a la acción de la luz ultravioleta. Otra reacción típica es la fotografía, que se basa en la descomposición de los haluros de plata por la luz, conocida como fotolisis.
6. Influencia de la concentración y de la presión
La velocidad de reacción aumenta con la concentración y con la presión de las sustancias reaccionantes. Por ejemplo, el ataque del aluminio o del cinc por el ácido clorhídrico es más intenso si se aumenta la concentración del ácido. En los procesos entre gases, como la obtención del amoníaco a partir de nitrógeno e hidrógeno, un aumento de la presión incrementa la velocidad de reacción, en este caso la velocidad de reacción depende de la presión de las sustancias gaseosas que intervienen en el proceso químico.
La oxidación de muchas sustancias en el aire, que únicamente contiene un 21% en volumen de oxígeno, se hace más intensa si se verifica en atmósfera de oxígeno puro. Como la velocidad de reacción depende del número de choques entre las moléculas de los cuerpos reaccionantes, es natural que aumente con la concentración con la presión de los mismos.
ACTIVIDADES
I. Conceptualiza:
a) Velocidad de reacción:
b) Sustancia reaccionante:
c) Producto:
II. Escribe la fórmula de la velocidad de reacción:
III. Cita los factores de reacción:
IV. Completa los espacios en blanco con la respuesta adecuada:
La superficie de contacto entre los reaccionantes la presencia de un catalizador la temperatura la influencia de la luz naturaleza de las sustancias reaccionantes la concentración o presión de las sustancias reaccionantes.
_______________ La oxidación más lenta del plomo y de la plata frente al hierro.
_______________ Si se agrega un poco de dióxido de manganeso o de óxido férrico al clorato de potasio, el desprendimiento de oxígeno es muy intenso.
_______________ Su influencia produce la reacción fotoquímica
_______________ En los procesos entre gases, un aumento de la presión incrementa la velocidad de reacción.
_______________ Un trozo de madera pulverizado arde más rápido que cuando no lo está.
_______________ Un incremento de 10º C en la temperatura aumenta la velocidad de reacción.
Las reacciones químicas tienen distintas velocidades. Por ejemplo, los edificios y estatuas se desgastan por la lluvia ácida en un proceso muy lento, que tarda inclusive años; en cambio, los fuegos artificiales tienen una velocidad de reacción rapidísima, apenas segundos. Lo más interesante es que la mayor parte de las reacciones tienen una velocidad casi instantánea, es decir, que se ubican en un tiempo intermedio entre la velocidad de la erosión de la piedra y la de los fuegos artificiales.
FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE LAS REACCIONES
La velocidad de la transformación de las sustancias en otras distintas depende de varios factores, como la naturaleza de las sustancias reaccionantes, la superficie de contacto entre ellas, la temperatura, la presencia de un catalizador, la influencia de la luz y la concentración o presión de las sustancias determinantes del cambio químico.
1. La naturaleza de la sustancia reaccionante
La oxidación del hierro en el aire es un proceso más rápido que la del plomo y la de la plata, que se oxidan muy lentamente, o la del oro y la del platino, cuya oxidación es totalmente nula; pero es mucho más lenta que la oxidación del sodio y el calcio.
2. La superficie de contacto de la sustancia reaccionante
La combustión del carbón es más lenta si no está pulverizado, debido a que el contacto necesario entre el combustible y el oxígeno del aire es mucho mayor.
3. La temperatura como factor determinante de la velocidad
Cuanto más elevada está la temperatura, la velocidad de la reacción aumenta más. Un aumento de 10º C en la temperatura aumenta el doble la velocidad de reacción. Por ejemplo, la unión entre el hidrógeno y el oxígeno para formar agua oxigenada es completamente imperceptible a temperatura ambiente, pero si se eleva la temperatura la formación de agua se hace distinguible a unos 300° C y transcurre con velocidad creciente hasta que a unos 700° C se verifica con carácter explosivo, casi instantáneamente.
Para que una reacción tenga lugar es necesario, además del choque entre las moléculas, que los enlaces atómicos se hallen suficientemente debilitados para que puedan romperse formando nuevos enlaces. Por lo tanto, no todos los choques moleculares pueden originar nuevas sustancias, sino solamente los choques entre moléculas de alta energía que están presentes en los gases reaccionantes a cualquier temperatura del sistema, determinada la distribución de velocidades y de energía entre las moléculas gaseosas.
4. La influencia de los catalizadores
Los catalizadores son sustancias extrañas al proceso de la reacción que aceleran dicho proceso. Por ejemplo, el agua oxigenada es relativamente estable, pero partículas de polvo, como álcalis o dióxido de manganeso aceleran notablemente su descomposición.
Los catalizadores permanecen químicamente inalterados al terminar el proceso y su intervención en el mismo se conoce como catálisis. Desde el punto de vista energético, la presencia del catalizador disminuye la energía de activación. Nuestro cuerpo cuenta con catalizadores de numerosos procesos químicos, denominados enzimas. En algunos casos, ciertas sustancias actúan disminuyendo la velocidad de reacción del proceso por lo que se denominan catalizadores negativos.
En las industrias, muchos procesos químicos importantes, como la formación sintética del amoníaco a partir de nitrógeno e hidrógeno, la oxidación del amoníaco a monóxido de nitrógeno para la obtención posterior de ácido nítrico o la fabricación de ácido sulfúrico son económicamente posibles debido a la presencia de catalizadores.
5. La luz como determinante de la velocidad de las transformaciones químicas
La luz y la energía radiante aceleran determinadas reacciones químicas. Por ejemplo, la unión del cloro con el hidrógeno, no apreciable en la oscuridad, se verifica con relativa velocidad a la luz difusa y con velocidad elevadísima bajo la acción directa de la luz solar.
Las reacciones causadas por absorción de luz, visible y ultravioleta, o de las reacciones que al verificarse a temperatura ambiente emiten energía luminosa se denominan reacciones fotoquímicas. La reacción fotoquímica más importante es la fotosíntesis, que permite transformar el dióxido de carbono del aire en hidratos de carbono, ya que de ella depende la existencia de la vida sobre la Tierra. Pero aparte de ella se encuentran otras, como la formación de ozono al someter el oxígeno a la acción de la luz ultravioleta. Otra reacción típica es la fotografía, que se basa en la descomposición de los haluros de plata por la luz, conocida como fotolisis.
6. Influencia de la concentración y de la presión
La velocidad de reacción aumenta con la concentración y con la presión de las sustancias reaccionantes. Por ejemplo, el ataque del aluminio o del cinc por el ácido clorhídrico es más intenso si se aumenta la concentración del ácido. En los procesos entre gases, como la obtención del amoníaco a partir de nitrógeno e hidrógeno, un aumento de la presión incrementa la velocidad de reacción, en este caso la velocidad de reacción depende de la presión de las sustancias gaseosas que intervienen en el proceso químico.
La oxidación de muchas sustancias en el aire, que únicamente contiene un 21% en volumen de oxígeno, se hace más intensa si se verifica en atmósfera de oxígeno puro. Como la velocidad de reacción depende del número de choques entre las moléculas de los cuerpos reaccionantes, es natural que aumente con la concentración con la presión de los mismos.
ACTIVIDADES
I. Conceptualiza:
a) Velocidad de reacción:
b) Sustancia reaccionante:
c) Producto:
II. Escribe la fórmula de la velocidad de reacción:
III. Cita los factores de reacción:
IV. Completa los espacios en blanco con la respuesta adecuada:
La superficie de contacto entre los reaccionantes la presencia de un catalizador la temperatura la influencia de la luz naturaleza de las sustancias reaccionantes la concentración o presión de las sustancias reaccionantes.
_______________ La oxidación más lenta del plomo y de la plata frente al hierro.
_______________ Si se agrega un poco de dióxido de manganeso o de óxido férrico al clorato de potasio, el desprendimiento de oxígeno es muy intenso.
_______________ Su influencia produce la reacción fotoquímica
_______________ En los procesos entre gases, un aumento de la presión incrementa la velocidad de reacción.
_______________ Un trozo de madera pulverizado arde más rápido que cuando no lo está.
_______________ Un incremento de 10º C en la temperatura aumenta la velocidad de reacción.