La app de estudio todo en uno
4.8 • +11 mil reviews
Más de 3 millones de descargas
Free
La maltasa, la amilasa, la proteasa y la lipasa son ejemplos de enzimas digestivas. Estas son las responsables de convertir esa jugosa hamburguesa que te has comido en el almuerzo —cubierta de queso, con lechuga y metida dentro de un pan— en pequeñas moléculas que pueden ser utilizadas por el cuerpo. En teoría, podríamos digerir nuestra comida sin enzimas. Sin…
Explore our app and discover over 50 million learning materials for free.
Guarda la explicación ya y léela cuando tengas tiempo.
GuardarLerne mit deinen Freunden und bleibe auf dem richtigen Kurs mit deinen persönlichen Lernstatistiken
Jetzt kostenlos anmeldenLa maltasa, la amilasa, la proteasa y la lipasa son ejemplos de enzimas digestivas. Estas son las responsables de convertir esa jugosa hamburguesa que te has comido en el almuerzo —cubierta de queso, con lechuga y metida dentro de un pan— en pequeñas moléculas que pueden ser utilizadas por el cuerpo. En teoría, podríamos digerir nuestra comida sin enzimas. Sin embargo, esto llevaría mucho tiempo y morirías de inanición antes de que tu cuerpo pudiera obtener los nutrientes que necesita. Por tanto, las enzimas son grandes ejemplos de cómo podemos aumentar la velocidad de una reacción.
La velocidad de reacción es la medida de la rapidez con la que se consumen los reactivos o se forman los productos en una reacción química. En otras palabras: es el cambio en la concentración de reactivos o productos a lo largo del tiempo.
La velocidad de reacción química es una medida de la rapidez con la que se consumen los reactivos o se forman los productos en una reacción química. También se puede enternder como un cambio de concentración de reactivos o productos en comparación con el tiempo.
Las unidades de la velocidad de reacción varían, pero suelen ser mol·L-1·s-1, g·s-1 o cm3s-1.
Hay varias formas de medir la velocidad de una reacción. Estas dependen de los productos y reactivos que intervienen en la reacción.
Por ejemplo:
Para cada uno de estos métodos, se realizan mediciones a intervalos de tiempo regulares, hasta que la reacción se complete. A continuación, puedes pasar a representar gráficamente la velocidad de tu reacción.
Una vez hechas las mediciones, puedes dibujar una gráfica y utilizarla para averiguar la velocidad de la reacción en un periodo determinado. Este tipo de gráficas suelen tener la forma de una curva.
Aquí tienes un ejemplo que mide el volumen de gas desprendido en una reacción:
Fig. 1: Gráfico que muestra cómo cambia el volumen desprendido de gas con el tiempo en una reacción.
¿Te has dado cuenta de lo siguiente?:
Ahora, si medimos el cambio de masa, el gráfico tiene un aspecto ligeramente diferente: la curva empieza alta y luego baja. Esto se debe a que la masa disminuye a medida que algunos de los reactivos se convierten en productos gaseosos y abandonan el sistema.
Fig. 2: Gráfico que muestra cómo cambia la masa con el tiempo en una reacción.
Para medir la velocidad global de reacción, hay que dividir el cambio de lo que estabas midiendo —ya sea masa o volumen— por el tiempo que tarda la reacción. Para encontrar la velocidad de reacción en un punto concreto, tienes que trazar una tangente a la curva y calcular su gradiente.
Si has leído la teoría de colisiones, sabrás que para reaccionar, las partículas tienen que colisionar con la orientación correcta y con la energía suficiente. Esta energía se conoce como energía de activación.
La energía de activación es la cantidad mínima de energía necesaria para iniciar una reacción química. Toma el símbolo \(E_a \).
La reacción entre dos partículas es como un proceso de tres pasos, en los que tenemos que hacernos varias preguntas:
Si la respuesta es “no” en cualquiera de las fases del proceso, la reacción no se producirá; así de sencillo.
Los factores que influyen en la velocidad de reacción son:
Los factores que afectan la velocidad de la reacción son los que afectan la frecuencia o la velocidad de las colisiones y la energía de las partículas. Cualquier factor que afecte a estas dos variables afectará a la velocidad de reacción.
Para reaccionar, las partículas tienen que colisionar con la orientación correcta y con la energía suficiente. Como están en constante movimiento, no podemos controlar realmente su orientación, pero hay algunos factores que si pueden afectar la velocidad de la reacción.
Cuando calentamos un sistema, le suministramos energía. Esta energía se transfiere a las partículas del interior del sistema; una parte se transfiere como energía cinética. Esto significa que las partículas se mueven más rápido; en consecuencia, chocan con más frecuencia, por lo que aumenta la tasa de colisiones. Esto, a su vez, aumenta la velocidad de reacción.
Sin embargo, calentar una mezcla tiene otro efecto aún más importante que el aumento de la tasa de colisiones. Como las partículas tienen más energía —en promedio—, más de ellas alcanzan o superan la energía de activación necesaria para una determinada reacción. Esto significa que hay una mayor probabilidad de que las partículas reaccionen al colisionar; es decir, aumenta la posibilidad de que la colisión tenga éxito.
Al examinar el efecto de la concentración sobre la velocidad de reacción, es útil definir qué es realmente la concentración.
La concentración es la cantidad de una sustancia en un volumen determinado.
Por lo tanto: si subimos la concentración de una solución, aumentamos el número de partículas de soluto en un volumen determinado. Esto significa que hay una mayor probabilidad de colisión entre una molécula de soluto y otro reactivo: la frecuencia de las colisiones aumenta. Normalmente, lo hacemos añadiendo más soluto y quitando algo de disolvente, pues esto mantiene constante el volumen total.
Fig. 4: Aumentar la concentración de una solución aumenta la velocidad de reacción.
Incrementar la concentración de una solución también aumenta la velocidad de reacción, si uno de los reactivos es un sólido. Sigue habiendo una mayor probabilidad de que una partícula de soluto colisione y reaccione con el sólido, como se muestra a continuación:
Fig. 5: Aumentar la concentración también aumenta la velocidad de reacción si uno de los reactivos es sólido.
En realidad, el aumento de la concentración de algunos reactivos no siempre provoca un aumento en la velocidad de reacción. Todo depende del orden de reacción para cada especie concreta:
Aumentar la presión de un gas tiene prácticamente el mismo efecto que aumentar la concentración de una solución. En los gases, la presión, el volumen y el número de partículas están directamente relacionados. Por tanto, si quieres aumentar la presión de un gas, pero mantener su número de partículas igual, debes disminuir el volumen. Esto da lugar a una mayor concentración de partículas gaseosas y aumenta la velocidad de reacción.
Fig. 6: Aumentar la presión de un gas aumenta la velocidad de reacción.
La presión, el volumen, el número de moles y la temperatura de un gas están relacionados por algo que se llama la constante de los gases (R). Puedes leer más sobre ella en Ley de los gases ideales.
El estado físico de los reactivos (sólido, líquido o gaseoso) tiene un efecto importante en la velocidad de reacción. Cuando los reactivos se encuentran en diferentes fases (por ejemplo: uno es sólido y otro es gaseoso), la velocidad de reacción estará limitada por el área superficial de las fases que están en contacto.
Disolver una pastilla sólida en un vaso de agua puede llevar mucho tiempo. Pero, si la trituras hasta convertirla en un polvo fino, se disuelve mucho más rápidamente.
Esto se debe a que tiene una mayor área superficial y hay más moléculas expuestas en su superficie. Solo las moléculas en la superficie de un sólido pueden colisionar y reaccionar con otras partículas, por lo que el aumento de su área superficial aumenta la velocidad de reacción.
Fig. 7: Aumentar el área superficial de un sólido aumenta la velocidad de reacción.
El aumento del área superficial de un sólido solo influye en la velocidad de reacción si el sólido reacciona con un líquido, un gas o una solución acuosa; es decir, si los reactivos se encuentran en diferentes fases. Además, el aumento del área superficial de un catalizador sólido también puede aumentar la velocidad de reacción. A continuación estudiaremos el efecto de los catalizadores.
El último factor que analizaremos es la presencia de un catalizador.
Un catalizador es una sustancia que aumenta la velocidad de una reacción sin modificarse químicamente en el proceso.
Los catalizadores no afectan a las energías individuales de las partículas en sí, ni a la frecuencia con la que chocan. En cambio, sí actúan disminuyendo los requisitos de energía de activación de una reacción. Así, en promedio, más partículas alcanzan o superan la energía de activación, por lo que hay más posibilidades de que se produzca una colisión con éxito. Esto trae como consecuencia un aumento en la velocidad de reacción.
Hay varias teorías sobre el funcionamiento de los catalizadores. La primera examina los estados de transición, y la segunda se centra en la adsorción.
Todas las reacciones tienen un estado de transición. Se trata del punto en medio de la reacción con el nivel de energía más alto, en el que se han roto algunos de los enlaces, pero no se han formado todos los enlaces nuevos. El estado de transición suele contener intermediarios, que son moléculas que se crean a partir de los reactivos y que, a su vez, reaccionan para formar los productos. Los intermediarios solo existen durante una fracción de segundo. Para eso se utiliza la energía de activación: para generar estas moléculas intermediarias.
La teoría catalítica más común es que los catalizadores responden con algunos de los reactivos para formar intermediarios más estables que aquellos en la reacción original; esto requiere menos energía. Los intermediarios, entonces, reaccionan para formar los productos de la reacción, lo que regenera el catalizador en el proceso. Esta creación de productos intermediarios más estables suele ocurrir cuando se emplean catalizadores homogéneos.
Por ejemplo, el reactivo AB puede reaccionar con el catalizador X para formar los intermediarios AX y B. A continuación, AX reacciona con el reactivo C para formar AC y X. X se anula en cada lado de la ecuación. En total, has producido AC y B, y has regenerado el catalizador en el proceso. La ecuación se muestran a continuación:
$$\begin {align} AB+\cancel {X} &\rightarrow \cancel {AX}+B \\ \cancel {AX}+C &\rightarrow AC+ \cancel {X} \\ \hline \text{Suma:}\ AB+C &\xrightarrow{X} AC+B \end{align} $$
Otra idea es que las partículas reactivas forman enlaces débiles, con la superficie del catalizador, que las mantienen en su sitio con la orientación adecuada. Esto significa que hay una mayor probabilidad de que las partículas reaccionen cuando chocan entre sí.
El proceso de unión al catalizador se llama adsorción.
La adsorción también puede debilitar los enlaces que se encuentran en los reactivos, lo que genera su ruptura.
Entonces, los nuevos productos se desprenden del catalizador; esto se conoce como desorción.
La adsorción y la desorción se producen con mayor frecuencia cuando se utilizan catalizadores heterogéneos.
Las enzimas son catalizadores biológicos. Funcionan en el interior de los organismos vivos, acelerando las reacciones químicas sin agotarse en el proceso. De nuevo, lo hacen reduciendo la energía de activación de una reacción.
Algunos ejemplos comunes de enzimas son:
Los factores que afectan a la velocidad de una reacción química son: la temperatura, la concentración de los reactivos, la presión, el área superficial y la presencia de un catalizador.
El aumento de la temperatura sube la velocidad de reacción, debido a que genera un incremento en la frecuencia y energía de las colisiones.
El aumento del área superficial de un sólido que reacciona con un líquido o un gas incrementa la velocidad de reacción.
El aumento de la concentración de los reactivos sube la velocidad de reacción para los reactivos con un orden de reacción igual o mayor que 1.
La presencia de un catalizador aumenta la velocidad de reacción porque el catalizador reduce la energía de activación requerida para la reacción.
de los usuarios no aprueban el cuestionario de Factores que afectan a la velocidad de reacción... ¿Lo conseguirás tú?
Empezar cuestionarioHow would you like to learn this content?
How would you like to learn this content?
Free quimica cheat sheet!
Everything you need to know on . A perfect summary so you can easily remember everything.
Siempre preparado y a tiempo con planes de estudio individualizados.
Pon a prueba tus conocimientos con cuestionarios entretenidos.
Crea y encuentra fichas de repaso en tiempo récord.
Crea apuntes organizados más rápido que nunca.
Todos tus materiales de estudio en un solo lugar.
Sube todos los documentos que quieras y guárdalos online.
Identifica cuáles son tus puntos fuertes y débiles a la hora de estudiar.
Fíjate objetivos de estudio y gana puntos al alcanzarlos.
Deja de procrastinar con nuestros recordatorios de estudio.
Gana puntos, desbloquea insignias y sube de nivel mientras estudias.
Cree tarjetas didácticas o flashcards de forma automática.
Crea apuntes y resúmenes organizados con nuestras plantillas.
Regístrate para poder subrayar y tomar apuntes. Es 100% gratis.
Guarda las explicaciones en tu espacio personalizado y accede a ellas en cualquier momento y lugar.
Regístrate con email Regístrate con AppleAl registrarte aceptas los Términos y condiciones y la Política de privacidad de StudySmarter.
¿Ya tienes una cuenta? Iniciar sesión