Por Vaibhav Rakesh – Actualizado el 30 de agosto de 2022
Totojang/iStock/GettyImages
Una reacción química es impulsada por colisiones entre moléculas reactivas. La velocidad de una reacción se puede aumentar manipulando varios factores clave que influyen en la frecuencia y la energía de la colisión. A continuación se presentan cuatro enfoques basados en evidencia que aumentan de manera confiable las tasas de reacción.
Un catalizador es una sustancia que reduce la energía de activación de una reacción sin consumirse ni alterar los productos finales. Debido a que crean una vía alternativa de menor energía, los catalizadores aumentan dramáticamente el número de colisiones productivas. Por ejemplo, la descomposición del clorato de potasio (KClO₃) comienza a 392 °F cuando está presente dióxido de manganeso (MnO₂), mientras que la misma reacción sin catalizador no comienza hasta 715 °F.
El aumento de la temperatura inyecta energía cinética en las moléculas reactivas, lo que hace que se muevan más rápido y colisionen con más frecuencia. La relación suele ser lineal hasta cierto punto, después del cual pueden dominar las reacciones secundarias o la descomposición. Un ejemplo común es el azúcar que se disuelve más rápidamente en agua caliente que en agua fría, ya que la temperatura elevada acelera los procesos de difusión y colisión.
La teoría de colisiones predice que una mayor concentración de reactivos aumenta la probabilidad de colisiones. En el caso de los gases, esto se puede lograr aumentando la presión, comprimiendo así las moléculas en un volumen más pequeño. En líquidos o sólidos, simplemente agregar más masa reactiva aumenta la tasa de colisión general y acelera la reacción.
Una superficie más expuesta significa que hay más moléculas disponibles para entrar en contacto en un momento dado. La conversión de los reactivos en forma de polvo o finamente divididas maximiza este efecto. El azúcar en polvo se disuelve más rápido que un terrón de azúcar y la combustión es mucho más rápida cuando el combustible se encuentra en forma de partículas finas.
Estas estrategias (catalizadores, temperatura, concentración y área de superficie) son piedras angulares de la cinética química y se emplean de forma rutinaria en procesos industriales, laboratorios y aplicaciones cotidianas para controlar la velocidad de reacción.
