Contaminación atmosférica
Eje temático: Química: Reactividad y equilibrio químico – Cinética – Reactividad en
química orgánica
Contenido: Mecanismos de reacción
Nivel: Tercero medio
Cinética química. Teoría del complejo activado y de colisiones
La teoría del complejo activado y la teoría de colisiones permiten explicar cómo
interaccionan los reactantes de una reacción para formar productos.
Teoría del complejo activado
Según esta teoría, cuando los reactantes se aproximan se produce la formación de un
estado intermedio de alta energía, alta inestabilidad y por tanto de corta duración, que
se denomina complejo activado. La energía que necesitan los reactantes para
alcanzar este complejo se llama energía de activación (Ea). Cuanto mayor sea la
energía de activación, en general, menor será la velocidad de la reacción.
La magnitud de la energía de activación de una reacción química determina la
velocidad de ésta; si la energía de activación es muy alta, la reacción ocurre en un
largo periodo de tiempo; si esta energía es baja, los reactantes pueden adquirirla
fácilmente acelerando la reacción.
De acuerdo al cambio neto de energía, es decir, la diferencia entre la energía de los
productos y de los reactantes, las reacciones se clasifican en endergónicas, si se
requiere energía, y exergónicas, si se libera. Cuando la energía se manifiesta como
calor, las reacciones se denominarán endotérmicas y exotérmicas respectivamente.
Para representar estos procesos se utilizan diagramas de energía, que dan cuenta de
la cantidad de energía en función del avance de una reacción.
En la figura 1 se muestra el diagrama de energía para una reacción exotérmica
cualquiera: A + B ⎯
⎯→ C + D . En este diagrama se observa que la energía de los
reactantes (A + B) es mayor que la energía de los productos (C+D). Entre ellos existe
un máximo de energía que corresponde a la formación del complejo activado, que
luego de liberar parte de la energía de activación decae a producto.
En la figura 2 se muestra el diagrama de energía para una reacción endotérmica
cualquiera: A + B ⎯
⎯→ C + D . En el diagrama observamos que la energía para los
reactantes es menor que la energía de los productos, y por lo tanto nuestro sistema
absorbe energía. El complejo activado es el estado intermedio entre reactantes y
productos, en un máximo de energía.
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Contaminación atmosférica
Figura 1: Diagrama de energía para una
Figura 2: Diagrama de energía para una
reacción exotérmica
reacción endotérmica
Teoría de colisiones
Según esta teoría, para que ocurra una reacción química es necesario que existan
choques entre las moléculas de reactantes que den origen a productos.
Estas colisiones deben cumplir las siguientes condiciones:
-
Las moléculas de reactantes deben poseer la energía suficiente para que pueda ocurrir el
rompimiento de enlaces, reordenamiento de los átomos y luego la formación de los
productos. Si no se dispone de la energía suficiente, las moléculas rebotan sin formar los
productos.
-
Los choques entre las moléculas deben efectuarse con la debida orientación en los
reactantes.
Si el choque entre las moléculas cumple con estas condiciones, se dice que las
colisiones son efectivas y ocurre la reacción entre los reactantes; entonces se forman
productos.
Cabe destacar que no todas las colisiones entre reactantes son efectivas, por lo tanto
no todas originan productos. Sin embargo, mientras más colisiones existan entre
reactantes, mayor es la probabilidad de que sean efectivas.
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Contaminación atmosférica
Figura 3: Ejemplo de colisiones efectivas y no efectivas
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