¿QUE ES LA ENERGIA DE ACTIVACION?

 ¿QUE ES LA ENERGIA DE ACTIVACION?

La energía de activación suele utilizarse para denominar la energía mínima necesaria para que se produzca una reacción química dada. Para que ocurra una reacción entre dos moléculas, estas deben colisionar en la orientación correcta y poseer una cantidad de energía mínima. A medida que las moléculas se aproximan, sus nubes de electrones se repelen. Para superar esto se requiere energía (energía de activación), que proviene de la energía térmica del sistema, es decir la suma de la energía traslacional, vibracional, y rotacional de cada molécula. Si la energía es suficiente, se vence la repulsión y las moléculas se aproximan lo suficiente para que se produzca una reordenación de sus enlaces.

El estudio de las velocidades de reacción se denomina cinética química.

Un ejemplo particular es el que se da en la combustión de una sustancia. Por sí solos el combustible y el comburente no producen fuego, es necesario un primer aporte de energía para iniciar la combustión, que luego es autosostenida. El aporte de una pequeña cantidad de calor puede bastar para que se desencadene una combustión, haciendo la energía calórica aportada el papel de energía de activación, y por eso a veces a la energía de activación se la llama entalpía de activación.

Las energías de activación empíricas se encuentran en el intervalo de 0 a 80 kcal/mol (330kJ/mol) para la mayoría de las reacciones químicas elementales. Suelen ser menores para las reacciones biomoleculares que para las monomoleculares.​

Cuando la energía de activación es nula, la constante cinética es esencialmente independiente de la temperatura.

Efecto del área superficial sobre la velocidad de reacción.

La velocidad de reacción depende de la estructura molecular de las sustancias y de su agregación macroscópica. Hagamos la siguiente analogía: un tronco grande en una chimenea arde con lentitud; pero si se hace leña con el, la madera se quemara con mucha mayor rapidez. Si la misma madera se convierte en aserrín, puede arder con tal rapidez que es capaz de provocar una enérgica explosión si una chispa la enciende.

Cuando mas pequeñas sean las astillas de madera, mayor será el área superficial de la madera. Esto hace posible que ocurran mas colisiones entre los reactivos y, por ello, que aumente la velocidad de reacción. Cuando los reactivos se hallan en dos estados físicos distintos, el aumento de área superficial permite un incremento de la frecuencia de colisiones. El resultado es una mayor velocidad de reacción.

Efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción.

Por lo regular, las reacciones tienen lugar a una velocidad mayor cuando la temperatura aumenta. En cambio, bajar la temperatura suele hacer que disminuya la velocidad de reacción.

Existe una regla empírica que dice que la velocidad de reacción se duplica, de manera aproximada, cuando la temperatura se incrementa en 10°C. Esto puede explicarse en términos de la teoría cinético molecular, la cual establece que las moléculas se mueven con mas rapidez a temperaturas mas altas. Al hacerlo, chocan con mas frecuencia; esto hace que aumente la velocidad de reacción. Además, a temperaturas mas elevadas, las moléculas tendrán también mas energía cinética.

 Efecto de la concentración sobre la velocidad de reacción.

La frecuencia de colisión y, en consecuencia, la velocidad de reacción se ven afectadas también por la concentración de los reactivos. Cuantas mas moléculas de reactivos haya en un volumen especifico de liquido o gas, mas colisiones ocurrirán por unidad de tiempo.

En términos generales, cuando la temperatura es constante, la velocidad de reacción se puede relacionar de manera cuantitativa con las cantidades de sustancias reaccionantes. Sin embargo, esto no es tan simple. Para saber que sustancias reaccionantes intervinieron en el paso determinante, es preciso conocer el mecanismo de reacción, es decir, el paso a paso de como chocan las moléculas, como se separan y como vuelven a combinarse.

Efecto de los catalizadores sobre la velocidad de reacción.

Un catalizador es una sustancia que acelera que acelera o retarda la velocidad de reacción sin consumirse en ella.  Los catalizadores son sustancias que aumentan o disminuyen la velocidad de reacción, sin transformarse o afectar a los productos. Por ejemplo, la reacción de descomposición del peróxido de hidrogeno para dar oxigeno gaseoso y agua se lleva a cabo con gran lentitud a temperatura ambiente en la oscuridad. Sin embargo, si se agrega un poco de oxido de manganeso (IV), la descomposición del peróxido de hidrogeno se acelera de inmediato. Con ello, se observa un burbujeo, producto de la liberación de oxigeno gaseoso.