Teoría atómica de las reacciones químicas

No todas las sustancias reaccionan entre sí al entrar en contacto. Algunas lo hacen muy rápido, otras más lentamente y otras no reaccionan. Además, existen factores que influyen en que se produzca o no un cambio químico y la velocidad a la que tendrá lugar. En este epígrafe, estudiaremos la teoría que explica, a escala atómica, cómo se producen las reacciones químicas y la rapidez con que lo hacen.

2.1 Teoría de las colisiones

Según la teoría atómica de Dalton, una reacción química consiste en una reordenación de átomos. Para comprender este proceso, debemos tener presentes las ideas de la teoría cinética de la materia, según la cual la materia está formada por partículas (átomos, moléculas o iones) que se encuentran en continuo movimiento. Debido a este movimiento, las partículas chocan unas con otras y, en las condiciones apropiadas, las de los reactivos se separan y se reordenan para formar los productos de la reacción.

Una reacción química tiene lugar si las partículas de los reactivos chocan entre sí de forma efectiva, de tal modo que se rompen los enlaces que mantienen unidos a los átomos en los reactivos y se forman enlaces nuevos que dan lugar a los productos.

Para que estos choques sean efectivos, se deben cumplir dos condiciones:

• Los choques entre las partículas deben tener energía suficiente.

• La orientación de dichos choques debe ser la adecuada.

Orientación adecuada de colisiones

Colisión efectiva

Las moléculas se aproximan con energía suficiente y orientación adecuada.

Se produce una colisión efectiva.

Se forman nuevos enlaces dando lugar a las moléculas de los productos.

Colisión no efectiva

Las moléculas se aproximan con energía suficiente pero la orientación no es adecuada.

La colisión no es efectiva.

No se obtienen moléculas de los productos, es decir, no existe reacción química en este caso.

2.2 Factores que afectan a la velocidad de reacción

Existen reacciones químicas extremadamente rápidas, como las explosiones, y otras más lentas, como la oxidación del hierro.

La velocidad de una reacción química se define como la variación de la cantidad de los productos obtenidos, o de los reactivos que desaparecen, por unidad de tiempo.

En ocasiones, se pretende favorecer la formación de determinados productos beneficiosos para la sociedad, como los obtenidos por la industria química; por ello, se aumenta la velocidad de ciertas reacciones. Sin embargo, en el caso de reacciones no deseadas, como la descomposición de alimentos, se busca el efecto contrario, ralentizar el cambio químico. En ambos casos, resulta imprescindible conocer qué factores influyen en la velocidad de la reacción. Algunos de ellos son:

• La temperatura. Al aumentar la temperatura, aumenta la velocidad de las partículas, por lo que también aumenta la energía de los choques que se producen entre ellas, dando lugar a un mayor número de choques efectivos, y, con ello, a un aumento de la velocidad de reacción. Al disminuir la temperatura, obtenemos el efecto contrario.

• La concentración de los reactivos. En reacciones que ocurren en disolución, si se aumenta la concentración de los reactivos habrá una mayor probabilidad de colisiones entre las partículas, y, por tanto, una mayor velocidad de reacción.

Factores que influyen en la velocidad de reacción

En la cámara refrigerada A temperatura ambiente

Recuerda que…

A partir de ahora, cada vez que hablemos de partículas o entidades elementales, haremos referencia a la unidad más pequeña que forma una sustancia, que puede ser un átomo, una molécula o un grupo de iones.

Investiga sobre los catalizadores

Además de la temperatura y la concentración de los reactivos, existe otro factor que afecta a la velocidad de una reacción: la presencia de catalizadores. Busca información sobre ellos y explica su importancia. Pon varios ejemplos y comparte tu búsqueda con el resto de la clase.

Las reacciones de descomposición de los alimentos son más rápidas a temperatura ambiente que en frío. Visualiza la oxidación de una manzana en anayaeducacion.es

COMPRENDE, PIENSA, INVESTIGA…

3 Organizador gráfico. Haz un esquema en el que relaciones las ideas de la teoría cinética de la materia y la teoría atómica de Dalton con la teoría de las colisiones de las reacciones químicas. Extrae y escribe conclusiones sobre los factores que afectan a la velocidad de las reacciones químicas.

La concentración de reactivo en la reacción de la derecha es mayor que en la de la izquierda, y, por eso, su velocidad de reacción es mayor.

4 Piensa y comparte en pareja. Reflexionad y responded a estas preguntas: a) ¿Creéis que la presión afecta a la velocidad de las reacciones si los reactivos están en estado gaseoso? b) ¿Se quemará antes un tronco de madera o la misma masa en forma de astillas?