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B2Q U04.3 Factores que influyen en la velocidad de reacción - Contenido educativo

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Subido el 29 de julio de 2021 por Raúl C.

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Hola a todos, soy Raúl Corraliza, profesor de química de segundo de bachillerato en el IES 00:00:15
arquitecto Pedro Gumiel de Alcalá de Henares y os doy la bienvenida a esta serie de videoclases 00:00:22
de la unidad 4 dedicada al estudio de la cinética química. En la videoclase de hoy estudiaremos los 00:00:27
factores que influyen en la velocidad de reacción. En esta videoclase vamos a estudiar los factores 00:00:38
que influyen en que una misma reacción tenga una velocidad más alta o más baja. 00:00:49
En lo que refiere a la naturaleza de los reactivos y productos, 00:00:55
no olvidemos que en una reacción química se produce la reorganización 00:00:59
de los enlaces de los reactivos para formar los productos, 00:01:03
de tal forma que una reacción será tanto más rápida 00:01:07
cuanto menos enlaces deban reorganizarse. 00:01:09
Así que, por ejemplo, las reacciones entre compuestos iónicos 00:01:12
van a ser más rápidas que entre compuestos covalentes. 00:01:15
En lo que respecta al estado físico de los reactivos, no olvidemos que las reacciones químicas se producen cuando las moléculas de reactivos chocan entre sí, de tal forma que cuanto mayor sea la superficie de contacto entre los reactivos, mayor será la velocidad de reacción. 00:01:18
Consecuentemente, las reacciones entre gases son las más rápidas y en el caso de reacciones con elementos, con sustancias en fase sólida, la velocidad será tanto mayor cuanto más pulverizada se encuentre la sustancia. 00:01:34
En lo que respecta a la temperatura, con carácter general, la velocidad de las reacciones aumenta con la temperatura. 00:01:47
Esto lo podemos explicar desde dos puntos de vista. 00:01:54
Desde el punto de vista de la teoría de las colisiones, al aumentar la temperatura del medio, las moléculas se moverán con mayor velocidad. 00:01:57
Eso hace que, por un lado, choquen con mayor frecuencia y, por otro lado, que choquen con mayor energía. 00:02:06
Consecuentemente, el número de choques eficaces se incrementa, puesto que chocan más veces y chocan con mayor energía, alcanzarán en mayor proporción la energía de activación y, consecuentemente, la velocidad de la reacción aumentará. 00:02:12
Por otro lado, tenemos la ecuación de Arrhenius que modela la influencia de la temperatura sobre la constante en la ecuación de velocidad. 00:02:26
Aquí tenemos la constante cinética proporcionada a través de un cierto factor de frecuencia con este factor exponencial donde tenemos, con signo negativo, en el numerador del exponente la energía de activación y en el denominador del exponente la temperatura. 00:02:34
La ecuación de Arrhenius es una de esas expresiones que no tenemos que conocer, no tenemos que conocer la fórmula tal cual. 00:02:52
Nos basta con saber que existe, con saber el nombre y con saber que, tal y como tenemos los elementos dentro de la ecuación, 00:02:59
al aumentar la temperatura aumenta la constante cinética y, consecuentemente, aumentará la velocidad de reacción. 00:03:07
y, por otro lado, al aumentar la energía de activación disminuirá la constante cinética 00:03:13
y, consecuentemente, disminuirá la velocidad de la reacción. 00:03:19
En lo que respecta a la concentración de los reactivos, 00:03:26
únicamente en el caso en el que los reactivos sean gases o bien se encuentren en disolución, 00:03:29
al aumentar la concentración lo que obtendremos será un mayor número de partículas y no el mismo volumen. 00:03:35
Consecuentemente, recurriendo a la teoría de las colisiones, 00:03:41
Habrá un mayor número de choques, con ello aumentará la frecuencia de colisiones eficaces 00:03:44
y, consecuentemente, una vez aumenta la concentración, aumenta la velocidad de reacción. 00:03:49
En lo que respecta a la presión, en este caso únicamente en el caso de gases encerrados dentro de un recipiente, 00:03:55
al aumentar la presión, aumenta la velocidad de reacción. 00:04:01
Y la razón es que, o bien al aumentar la presión disminuye el volumen, de acuerdo con la ecuación de los gases ideales, 00:04:04
y, consecuentemente, aumenta el número de partículas por unidad de volumen, 00:04:09
aumenta el número de colisiones, de colisiones eficaces y, con ello, la velocidad de reacción, 00:04:14
o bien, al aumentar la presión, aumenta la temperatura nuevamente conforme a la ley de los gases ideales. 00:04:20
En este caso, lo que ocurre es que aumenta la velocidad de las partículas, 00:04:27
aumenta el número de colisiones y el número de colisiones eficaces no sólo por el número de colisiones, 00:04:31
sino porque éstas se producen con mayor energía, 00:04:36
y, consecuentemente, aumenta la velocidad de reacción. 00:04:38
Otro de los factores importantes que afectan a la velocidad de reacción son los catalizadores, 00:04:43
que son sustancias que no participan en el sentido estricto de la reacción, 00:04:49
en el sentido en el que no son reactivos y productos, ni se forman ni se consumen a lo largo de la reacción química, 00:04:53
pero permiten modificar la velocidad de una reacción. 00:05:00
Y distinguiremos catalizadores positivos y negativos en función de si aumentan o disminuyen la velocidad de la reacción. 00:05:04
Desde el punto de vista industrial se tiene interés fundamentalmente en aumentar la velocidad de una reacción para aumentar el rendimiento. 00:05:12
Y entonces se reserva el término catalizador a secas, sin añadir positivo ni negativo, a los catalizadores que aumentan la velocidad de reacción. 00:05:19
Y se suele utilizar el término inhibidor para aquellas sustancias que disminuyen la velocidad de la reacción. 00:05:28
En función del estado de agregación se distinguen dos tipos de catalizadores, catalizadores homogéneos, que son aquellos que se encuentran en la misma fase que los reactivos, y catalizadores heterogéneos, como aquellos que no. 00:05:34
Un caso importante es el caso de los catalizadores sólidos, que permiten que se realicen las reacciones químicas entre sustancias líquidas o gaseosas. 00:05:47
Y aquí tenemos un ejemplo donde tenemos un cierto catalizador, que es una cierta superficie sólida, que va a permitir que el eteno, con un doble enlace, sufra una adición. 00:05:57
Este doble enlace se rompa y se permite la adición de una molécula de dihidrógeno. 00:06:10
De tal forma que del eteno, con el doble enlace, pasemos a etano, con un enlace simple. 00:06:16
Para que se produjera esa reacción química en ausencia de un catalizador, 00:06:22
necesitaríamos que la molécula de dihidrógeno colisionara contra la molécula de eteno, 00:06:26
de tal forma que un átomo de hidrógeno estuviera próximo a este otro átomo de carbono 00:06:33
y el segundo átomo de hidrógeno estuviera próximo a este otro átomo de carbono. 00:06:37
Tendría que darse esa casualidad, tendría que colisionar con una energía, 00:06:42
y una energía muy elevada porque la molécula de dihidrógeno es muy estable. 00:06:46
Y aunque este doble enlace sea menos estable que este enlace simple, 00:06:52
la molécula de dihidrógeno no tiende a reaccionar. 00:06:57
Esto es algo que estudiaremos más adelante cuando en la unidad 12 hablemos de las reacciones de la química orgánica. 00:07:01
Bien, pues esta superficie catalizadora hace dos cosas, influye de dos maneras. 00:07:07
La primera es capaz de absorber con D. 00:07:13
la molécula de dihidrógeno y romperla. 00:07:16
Así que, por un lado, permite que la reacción se produzca 00:07:19
facilitando que la molécula de dihidrógeno se rompa. 00:07:23
Y, en segundo lugar, 00:07:26
es capaz de hacer que esta molécula de eteno 00:07:27
también sea absorbida por la reacción, 00:07:31
perdón, por la superficie, 00:07:34
y se quede más o menos inmóvil 00:07:36
y en una posición que permita que estos átomos de hidrógeno 00:07:40
interaccionen con el doble enlace, 00:07:43
lo rompan y formen la molécula de etano. 00:07:45
De tal forma que, en este caso, esta superficie no participa de la reacción química 00:07:48
ni como reactivo ni como producto, pero sin ella no podría producirse la reacción, 00:07:52
puesto que esta molécula no conseguiría estar inmóvil y tener una cierta posición 00:07:57
ni se podría romper esta molécula de dihidrógeno para producir la reacción química. 00:08:02
los catalizadores con carácter general influyen únicamente en la modificación de la energía de 00:08:07
activación no van a modificar el hecho de que una cierta reacción química sea endotérmica o 00:08:16
exotérmica no van a influir en la cantidad de energía que se libera o que se absorbe en la 00:08:22
reacción química únicamente los catalizadores que llamamos positivos disminuyen la energía de 00:08:25
activación y los catalizadores negativos lo que harían sería aumentar la energía de activación 00:08:32
Es importante también tener en cuenta que los catalizadores son específicos de cada reacción y que únicamente operan, únicamente actúan como tales en estrechos márgenes de temperatura y pH. 00:08:37
Por último, otro de los factores que influyen en la velocidad de reacción puede ser la luz. 00:08:51
Ciertas reacciones químicas en presencia de luz transcurren con mayor velocidad o incluso ciertas reacciones químicas en ausencia de luz no se producen. 00:08:58
No olvidemos que la luz es una forma de energía y como tal parece razonable que los fotones puedan participar en las reacciones químicas arrancando de electrones en ciertos átomos formando iones y consecuentemente propiciando ciertas reacciones químicas. 00:09:06
Con esto que hemos visto de los factores que influyen en la velocidad de reacción ya podéis resolver los ejercicios propuestos del 5 al 7. 00:09:24
En el aula virtual de la asignatura tenéis disponibles otros recursos, ejercicios y cuestionarios 00:09:31
Asimismo, tenéis más información en las fuentes bibliográficas y en la web 00:09:40
No dudéis en traer vuestras dudas e inquietudes a clase o al foro de dudas de la unidad en el aula virtual 00:09:45
Un saludo y hasta pronto 00:09:51
Idioma/s:
es
Autor/es:
Raúl Corraliza Nieto
Subido por:
Raúl C.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
Visualizaciones:
87
Fecha:
29 de julio de 2021 - 18:09
Visibilidad:
Público
Centro:
IES ARQUITECTO PEDRO GUMIEL
Duración:
10′ 20″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1024x576 píxeles
Tamaño:
17.55 MBytes

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