El tiempo que tardan las reacciones químicas se mide bajo el nombre de velocidad de reacción.
La velocidad de reacción es una medida de la rapidez con la que se llevan a cabo las reacciones químicas. Se define como el cambio en la concentración de reactivos o productos de reacción por unidad de tiempo. Se puede expresar en términos de la disminución de la concentración de un reactivo o el aumento de la concentración de un producto en una determinada cantidad de tiempo. La velocidad de reacción puede depender de varios factores, como la la temperatura, la presencia de un catalizador y la superficie de contacto de los reactivos.
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ResumenEjemplos de velocidad de reacción
La velocidad de reacción varía significativamente según las condiciones y los tipos de reacciones químicas.
Oxidación del hierro (corrosión)
La reacción entre el hierro y el oxígeno en presencia de agua para formar óxido de hierro (herrumbre) es un proceso lento. La velocidad de esta reacción depende de factores como la humedad y la presencia de sales.
Reacción del ácido clorhídrico y el zinc
La reacción entre el ácido clorhídrico y el zinc para producir cloruro de zinc e hidrógeno es relativamente rápida. La velocidad aumenta con la concentración de ácido clorhídrico y la temperatura.
Reacciones de combustión del propano
La combustión del propano en presencia de oxígeno para formar dióxido de carbono y agua es una reacción muy rápida, que libera una gran cantidad de energía en forma de calor y luz.
Descomposición del peróxido de hidrógeno
La descomposición del peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno puede ser lenta, pero se acelera significativamente en presencia de un catalizador como el dióxido de manganeso.
Fotosíntesis en plantas
La fotosíntesis es una serie de reacciones químicas complejas en las que las plantas convierten dióxido de carbono y agua en glucosa y oxígeno utilizando la energía solar. La velocidad de estas reacciones depende de la intensidad de la luz, la concentración de dióxido de carbono y la temperatura.
La velocidad de la oxidación del hierro depende de la humedad y la presencia de sales, entre otros factores.
Cinética química
La velocidad de reacción está intrínsecamente relacionada con la cinética química, que es el estudio de las tasas de las reacciones químicas y de los factores que influyen en ellas.
Teoría cinética de gases
Explica el comportamiento de las moléculas en los gases, sugiriendo que las moléculas están en constante movimiento aleatorio y que la velocidad de una reacción química depende de la frecuencia y energía de las colisiones entre las moléculas reactantes. Esta teoría ayuda a entender cómo la temperatura y la presión afectan la velocidad de las reacciones gaseosas.
Cinética de primer orden
Aquella cuya velocidad depende linealmente de la concentración de un solo reactivo.
Cinética de segundo orden
Puede depender de la concentración de un solo reactivo al cuadrado o de dos reactivos diferentes.
Cinética de cero orden
La velocidad de reacción es constante y no depende de la concentración de los reactivos.
Farmacocinética
El estudio de cómo los fármacos se absorben, distribuyen, metabolizan y eliminan en el cuerpo. La cinética de los procesos farmacológicos puede seguir diferentes órdenes de reacción, dependiendo del fármaco y de las condiciones biológicas.
Cinética enzimática
Estudia las velocidades de las reacciones catalizadas por enzimas. Un modelo comúnmente utilizado es la cinética de Michaelis-Menten, que describe cómo la velocidad de una reacción enzimática depende de la concentración del sustrato y la afinidad de la enzima por el sustrato.
Energía cinética molecular
La energía que poseen las moléculas debido a su movimiento. En el contexto de la cinética química, es crucial porque determina si las colisiones entre moléculas tienen suficiente energía para superar la barrera de activación y formar productos.
Teorías relacionadas
Teoría de colisiones
Establece que para que ocurra una reacción química, las moléculas de los reactivos deben colisionar entre sí con la orientación adecuada y con suficiente energía para superar la barrera de activación. La frecuencia de colisiones y la energía de activación son dos puntos claves de esta teoría.
Teoría del estado de transición
También conocida como teoría del complejo activado, postula que durante una reacción química se forma un estado intermedio de alta energía conocido como complejo activado o estado de transición.
Teoría ácido-base
En el contexto de la cinética de reacciones ácido-base, esta teoría puede involucrar varias definiciones, pero en términos de velocidad de reacción, se centra en cómo los ácidos y las bases afectan las tasas de reacción.
La velocidad de la fotosíntesis se ve afectada por la intensidad de la luz, la concentración de dióxido de carbono y la temperatura.
Constante de velocidad
La constante de velocidad, denotada comúnmente como k, es un factor proporcional en la ecuación de velocidad de una reacción química. Representa la rapidez intrínseca de la reacción cuando las concentraciones de los reactivos están en condiciones estándar (usualmente 1 Molar para soluciones).
Depende de la naturaleza de la reacción y de factores como la temperatura y la presencia de un catalizador. Proporciona una medida cuantitativa de la rapidez con la que los reactivos se transforman en productos y es específica para cada reacción y condiciones experimentales dadas.
Leyes relacionadas
Ley de velocidad
Una expresión matemática que describe la relación entre la velocidad de una reacción química y las concentraciones de los reactivos.
Ley de acción de masas
Establece que la velocidad de una reacción química es proporcional al producto de las concentraciones de los reactivos, cada una elevada a una potencia igual a su coeficiente estequiométrico en la ecuación química balanceada.
Ley de Arrhenius
Es fundamental en la cinética química porque describe cómo la temperatura afecta la velocidad de las reacciones químicas. Establece que, a medida que aumenta la temperatura, la velocidad de reacción también aumenta.
Ley de los gases ideales
Describe el comportamiento de los gases en términos de presión, volumen, temperatura y cantidad de sustancia.
En el contexto de la velocidad de reacción, esta ley es útil para relacionar las condiciones experimentales y entender cómo los cambios en presión y temperatura afectan las velocidades de las reacciones gaseosas.
Ley de los gases reales
Corrige la ley de los gases ideales para tener en cuenta las desviaciones observadas en gases reales, especialmente a altas presiones y bajas temperaturas.
En el contexto de la velocidad de reacción, la ley de los gases reales es importante para situaciones en las que los reactivos o productos gaseosos no se comportan idealmente, afectando así las mediciones y cálculos de velocidad de reacción.
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