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La cinética química estudia las velocidades de las reacciones y los factores que las modifican, como la temperatura y la concentración de reactivos. Se analizan las etapas elementales de las reacciones, los mecanismos y los órdenes de reacción. Las teorías de colisiones y del estado de transición explican cómo las moléculas deben interactuar para que ocurra una reacción, destacando la importancia de la energía de activación y los catalizadores.
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La velocidad media de una reacción se define como el cambio en la concentración de los reactivos o productos por unidad de tiempo
La velocidad instantánea de reacción se determina en un momento específico y se obtiene a partir de la derivada temporal de la concentración de un reactivo o producto
La ecuación de velocidad establece una relación matemática entre la velocidad de una reacción y las concentraciones de los reactivos, así como la temperatura
Un mecanismo de reacción es una descripción detallada de los pasos elementales que constituyen la secuencia de eventos a nivel molecular en una reacción química
Las etapas elementales son aquellas que ocurren en un solo paso y cuyos órdenes de reacción son consistentes con los coeficientes estequiométricos de los reactivos involucrados
La molecularidad de una etapa elemental se refiere al número de moléculas o átomos que participan en dicho paso y generalmente es igual al orden total de la reacción elemental
Las reacciones complejas son aquellas que proceden a través de múltiples etapas y se caracterizan por tener órdenes de reacción que no se corresponden directamente con los coeficientes estequiométricos de la ecuación global de la reacción
La etapa limitante de velocidad es la más lenta y controla la velocidad global de la reacción
Los intermedios de reacción son especies que se forman en una etapa intermedia y se consumen en otra posterior, y no están presentes en la ecuación química global de la reacción
La teoría de las colisiones postula que las moléculas deben colisionar con una orientación y energía adecuadas para que se produzca una reacción
La teoría del estado de transición sugiere que después de un choque efectivo se forma un complejo activado, un estado intermedio de alta energía que puede descomponerse en productos o revertir a los reactivos
Diversos factores afectan la velocidad de una reacción química, incluyendo la temperatura, la naturaleza química y el estado físico de los reactivos, la concentración de los mismos, y la presencia de catalizadores