¿CÓMO SE PRODUCE UNA REACCIÓN QUÍMICA? LA TEORÍA DE LAS COLISIONES

La Teoría de las colisiones fue propuesta por Lewis y Trautz  a principios del siglo XX para justificar cómo se produce una reacción química.

Puesto que en una reacción química tiene lugar la ruptura de enlaces entre los átomos de las moléculas de los reactivos y la formación de nuevos enlaces para originar las moléculas de los productos, es necesario que las moléculas reaccionantes entren en contacto, “choquen” entre sí. 

Pero no pueden chocar de cualquier forma. Para que los choques sean eficaces y se produzca la reacción tienen que producirse:

1. Con la orientación adecuada para que entren en contacto. Por ejemplo, para la reacción : H₂ + I₂ ® 2 HI  , ¿en cuál de los dos supuestos siguientes se producirán los choques con la orientación adecuada?

2. Con la energía suficiente (Energía de activación)  para que se rompan los enlaces en los reactivos y empiecen a formarse enlaces en los productos:

Interpreta el dibujo (c) indicando:

• ¿Cuáles son los reactivos?
• ¿Cuáles son los productos?
• ¿Qué es el "complejo activado"?

VELOCIDAD DE REACCIÓN

Algunas reacciones químicas son lentas:

Una semana

Meses

Miles de años

Otras son muy rápidas:

• Velocidad es la rapidez con la que se produce una variación , por ejemplo en cinemática velocidad es la rapidez con la que varía el espacio recorrido por un móvil ¿Cómo podríamos definir la "velocidad de una  reacción química"?

Las reacciones químicas se inician cuando las partículas de los reactivos chocan entre sí con la energía suficiente para que se rompan los enlaces en los reactivos, Por tanto, si conseguimos aumentar la frecuencia y la energía de los choques, podremos incrementar la velocidad de una reacción.

Los factores que más influyen en la velocidad de una reacción son:

- La concentración de los reactivos

- La superficie de contacto entre reactivos

- La temperatura

EXPERIMENTAMOS

Se trata de deducir cómo influyen los factores anteriores. Para ello vas a realizar   diferentes experiencias utilizando unas pastillas efervescentes.

¿ Cómo puedes determinar en el laboratorio la influencia en la velocidad de reacción  de: 

1.  la temperatura 

2. la superficie de contacto

3. la concentración?

- Propón las posibles experiencias y detalla el material que necesitas para realizarlas.

- ¿A qué conclusiones llegas?

También los catalizadores modifican la velocidad de una reacción. Pueden acelerarla (catalizadores positivos, como la peroxidasa) o retardarla (catalizadores negativos).

• Averigua que son las enzimas

• Un tipo de catalizadores negativos muy usados son los conservantes de los alimentos. Busca información sobre conservantes: cómo se indican en las etiquetas, qué efectos secundarios pueden tener, cuáles son naturales y cuáles son artificiales ....

INTERPRETACIÓN DE UNA REACCIÓN QUÍMICA

Para entender qué sucede en una reacción química, piensa en las piezas de un juego de Lego:

Con estas piezas puedes construir multitud de figuras, solo hay que montarlas y desmontarlas de diferentes maneras:

Nunca podremos formar una figura con piezas que no tenemos, o con más piezas de las que disponemos.

Lo mismo sucede en una reacción química: partimos de unas sustancias (Reactivos) en las que los enlaces entre los átomos que las forman se rompen y se unen de forma diferente para dar las sustancias finales (Productos). Al final tenemos lo mismo que al principio, solo que se presenta de diferente forma.

REACTIVOS ® PRODUCTOS

No nos es posible ver que  le sucede a la materia nivel atómico, no disponemos de microscopios tan potentes. 

Sabemos que si dejamos un trozo de hierro en contacto con el aire se acaba oxidando. Vemos su cambio de aspecto, pero no podemos ver qué sucede en su interior. Puedes ver una explicación si pinchas en el enlace:

Web: La manzana de Newton

La oxidación es un tipo de reacción química muy frecuente en la naturaleza, pero existen otros tipos de reacciones. Algunas de ellas las puedes ver en el siguiente vídeo:

ACTIVIDADES

Clasifica las siguientes reacciones:

a)    I₂ (g) + H₂ (g) ® 2 HI (g)

b)    C(s) + O₂ (g) ® CO₂ (g)

c)     CaCl₂ (ac) + Na₂CO₃ (ac) ® CaCO₃ (ac) + 2  NaCl (ac)

d)   Zn (s) + HCl (ac) ® ZnCl₂ (ac) + H₂ (g)

e)     2 NaCl (ac) ®  2 Na (s) + Cl₂ (g)

•  ¿Qué significan los símbolos (g), (ac), (s)?  ¿Qué otros símbolos se suelen utilizar?

TRANSFORMACIONES QUÍMICAS

Se podría decir que la Química es la ciencia de las transformaciones.

Para empezar, si visionas el siguiente vídeo hasta el minuto 6´ podrás conocer algunas cosas sobre el origen de esta ciencia. Después, responde a las cuestiones que se plantean:

1. Se mencionan cinco procesos químicos que ya se realizaban en la antigüedad. ¿Cuáles son?

2. Aunque ya se realizaban procesos químicos, ¿que faltaba para que estos procesos pudieran ser considerados como "científicos"?¿Cómo lo expresan en el vídeo?¿Qué quieren decir con esta expresión?

3. ¿En qué sentido podemos decir que la Alquimia es una ciencia y en qué sentido no lo es?

4. Los filósofos griegos, en su intento de explicar  de qué está hecha la materia, proponen diferentes sustancias como origen de la materia. ¿Cuáles son estas sustancias y cómo las relacionarías con los estados de agregación (sólido, líquido, gas)?

La respuesta a estas cuestiones estaba en el documental, pero ahora, averigua de dónde viene el término "Química"

• ¿De dónde procede esta palabra y qué significa?

La Química nos rodea y forma parte de nuestra vida diaria.

¿Alguna vez te has parado a pensar que sucedería si todo lo "químico" desapareciera de nuestras vidas?. Sería algo similar a esto:

• Nos guste o no, por dentro y por fuera somos química:

7 . ¿Cuál es el compuesto químico más abundante en nuestro organismo?

8. ¿Cuál es el elemento fundamental para todo ser vivo?

9. Nombra varios elementos químicos que necesitamos tomar, indica cuál es su función y en qué alimentos se encuentran.