4. Velocidad de reacción

Seguro que sabes que los alimentos se conservan en frigoríficos para que duren más tiempo sin estropearse, pero ¿sabes la razón? ¿Y por qué agitas con la cucharilla para que se disuelva el azúcar? ¿Qué es y cómo actúa un conservante?

Es muy importante conocer los factores que afectan a la velocidad de las reacciones químicas. En la mayoría de los casos interesa acelerar las reacciones químicas, como ocurre en la fabricación industrial de productos, en la curación de una herida o una enfermedad, o en el crecimiento de las plantas. Pero hay también casos en los que lo que interesa es retardar una reacción perjudicial, como, por ejemplo, la corrosión del hierro y otros metales, la putrefacción de alimentos, la caída del cabello, etc.

 

Intercambios de energía en las reacciones químicas

Recuerda la reacción del sodio con el agua: es muy rápida y en ella se produce un gran desprendimiento de calor e incluso una llama sobre el agua. Las reacciones que producen un aumento de temperatura en el recipiente de reacción y en su entorno se llaman exotérmicas.

Las reacciones exotérmicas se utilizan como fuente de energía en forma de calor; las más conocidas son las combustiones, por ejemplo la del propano.

C3H8 + 5 O2CO2 + 4 H2O + 2219 kJ

Es decir, cuando se quema un mol de propano (44 g) se producen 2219 kJ de energía en forma de calor, que calienta el recipiente en que se produce la reacción y hace que poco a poco se caliente también el entorno.

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La velocidad de disolución del Zn por acción del HCl

 

Se trata de ver cómo puedes conseguir que el cinc se disuelva por acción del ácido clorhídrico con la mayor rapidez posible. Vas a investigar el efecto del grado de división y de la concentración de los reactivos, así como de la temperatura.

La reacción que se produce es

Zn (s) + 2 HCl (aq) → ZnCl2 (aq) + H2 (g)

Dispones de una gradilla con tubos de ensayo, de cinc en granalla y en polvo, de disolución de HCl concentrada y diluida y de un mechero bunsen para calentar.

Diseña y realiza adecuadamente las experiencias, y observa en qué condiciones se produce la reacción en menos tiempo. También tienes que ver si se produce un efecto térmico apreciable.

En el vídeo puedes ver el efecto de la concentración de la disolución del ácido sulfúrico (H2SO4).




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Factores que afectan a la velocidad de una reacción química

Para conseguir que una reacción química sea lo más rápida posible debes:

  • pulverizar los sólidos.
  • utilizar disoluciones concentradas.
  • trabajar a temperaturas lo más altas posible.

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Catalizadores

Se trata de sustancias que modifican la velocidad de las reacciones, aumentándola o disminuyéndola (en este caso se llaman inhibidores).

Aunque intervienen en el proceso, ya que modifican su velocidad, no cambian la reacción ni se consumen en ella. Es característico el efecto del MnO2 (s) sobre la descomposición del agua oxigenada, que puedes ver en el vídeo, así como el efecto de los conservantes alimentarios.

La investigación y búsqueda de catalizadores e inhibidores resulta de extrema importancia desde el punto de vista económico.