Velocidad de reacción y catalizadores repaso

Velocidad de reacción

Cambio en la concentración de reactivos o productos por unidad de tiempo.

Factores que afectan la velocidad de reacción

- Concentración - Temperatura - Superficie de contacto - Presión (gases) - Catalizadores

¿Cuál es la relación entre temperatura y velocidad de reacción?

Aumentar la temperatura generalmente aumenta la velocidad de reacción debido a más energía cinética.

Efecto de la concentración en la velocidad

A mayor concentración de reactivos, mayor velocidad de reacción, hasta un límite.

¿Verdadero o falso? A mayor presión, mayor velocidad en reacciones gaseosas.

Verdadero. Aumentar la presión reduce el volumen, aumentando la frecuencia de colisiones.

Fórmula de la velocidad de reacción

$\displaystyle v = -\frac{d[A]}{dt}$ donde $\displaystyle [A]$ es la concentración del reactivo.

Diferencia entre velocidad media y velocidad instantánea

La velocidad media es el cambio en concentración durante un intervalo; la instantánea es en un momento específico.

¿Cómo afecta la superficie de contacto?

Mayor superficie de contacto acelera la reacción, facilitando colisiones entre partículas.

Ejemplo de aumento de temperatura

Si la temperatura sube de 20°C a 60°C, la velocidad puede duplicarse o más.

Orden de reacción

Suma de los exponentes en la ecuación de velocidad. Ejemplo: $\displaystyle v = k[A]^m[B]^n$.

¿Verdadero o falso? Los sólidos siempre reaccionan más rápido que los líquidos.

Falso. La reacción depende del estado de agregación y la superficie expuesta.

¿Qué es un mecanismo de reacción?

Secuencia de pasos elementales que ocurren durante la transformación de reactivos a productos.

Efecto del catalizador

Un catalizador reduce la energía de activación, acelerando la reacción sin consumirse.

Relación entre energía de activación y velocidad

Menor energía de activación implica mayor velocidad de reacción.

¿Cómo se mide la velocidad de reacción?

A través del cambio en la concentración de un reactivo o producto en un tiempo determinado.

Fórmula de la ley de velocidad

$\displaystyle v = k[A]^m[B]^n$ donde k es la constante de velocidad.

Definición de catalizador

Sustancia que acelera una reacción química sin consumirse en el proceso.

Tipos de catalizadores

Catalizadores homogéneos (mismo estado de la reacción) y heterogéneos (diferente estado).

¿Qué son los catalizadores homogéneos?

Catalizadores que se encuentran en la misma fase que los reactivos. Ejemplo: líquidos en reacciones en solución.

¿Qué son los catalizadores heterogéneos?

Catalizadores que están en una fase diferente a la de los reactivos. Ejemplo: sólidos en reacciones gaseosas.

Verdadero o falso: Los catalizadores se consumen en la reacción.

Falso. Los catalizadores no se consumen y pueden ser recuperados al final del proceso.

Mecanismo de acción de un catalizador

Disminuye la energía de activación, facilitando que los reactivos alcancen el estado de transición más fácilmente.

Ejemplo de un catalizador común

Platinum en reacciones de hidrogenación. Actúa sobre los gases reactantes.

Efecto del catalizador en la energía de activación

Un catalizador reduce la energía de activación $\displaystyle E_a$, aumentando la velocidad de reacción.

Comparación: catalizador y reactivo

Catalizador: acelera la reacción, no se consume. Reactivo: se transforma en producto.

Rango de temperaturas para catalizadores

Algunos catalizadores son sensibles a la temperatura, afectando su actividad. Ejemplo: enzimas.

¿Qué es un biocatalizador?

Es un catalizador biológico, generalmente una enzima, que acelera reacciones en organismos vivos.

¿Cuál es la función de un catalizador en equilibrio?

No cambia la posición del equilibrio, pero acelera el tiempo que se necesita para alcanzarlo.

Riesgo de desactivación de catalizadores

- Contaminación. - Alta temperatura. - Cambios de pH.

Efecto de la superficie de un catalizador heterogéneo

Una mayor área superficial permite una mayor interacción con los reactivos, aumentando la velocidad.

¿Qué es la catálisis enzimática?

Es un tipo de catálisis que utiliza enzimas para acelerar reacciones bioquímicas en organismos.

¿Qué tipos de catalizadores existen?

1. Catalizadores homogéneos: se encuentran en la misma fase que los reactivos. 2. Catalizadores heterogéneos: se encuentran en una fase diferente. 3. Biocatalizadores: son enzimas que aceleran reacciones biológicas.