La teoría de colisiones
Una tableta efervescente se deshace en segundos en un vaso con agua tibia, pero la leche se corta en pocos días si la dejas fuera del refrigerador. ¿Por qué unas reacciones son tan rápidas y otras tan lentas? ¿Y por qué podemos acelerarlas o frenarlas? La respuesta está en cómo chocan las partículas, y al final de la página la usarás para explicar justo estos casos.
Para reaccionar hay que chocar
Toda sustancia está formada por partículas (átomos, moléculas o iones) que se mueven sin parar. En un gas o en una disolución se mueven libres y chocan unas con otras millones de veces por segundo.
Una reacción química es un reacomodo de átomos: se rompen enlaces de los reactivos y se forman enlaces nuevos en los productos. Para que los enlaces se rompan, las partículas tienen que encontrarse. Por eso, sin choques no hay reacción.
Pero no todos los choques producen reacción. Imagina una cancha llena de gente: chocan todo el tiempo y casi siempre solo se rozan. Para que haya reacción, el choque debe ser efectivo.
Una tableta efervescente tarda un rato en disolverse en un vaso con agua. Predice si se disolverá más rápido entera o molida, y explícalo con la teoría de colisiones.
Una tableta efervescente tarda un rato en disolverse en un vaso con agua. Predice si se disolverá más rápido entera o molida, y explícalo con la teoría de colisiones.
Superficie de contacto y concentración
Los dos primeros factores aumentan cuántos choques hay.
Superficie de contacto. En una reacción entre un sólido y un líquido o gas, solo reaccionan las partículas de la superficie, porque las de adentro no son alcanzadas. Si trituras el sólido, expones más partículas y hay más choques por segundo.
El dibujo es plano: muestra los 8 cubitos como cuadrados, pero cada uno tiene 6 caras, y todas quedan expuestas al partir el bloque.
Es la razón por la que la harina suspendida en el aire arde de forma explosiva y un costal compacto no, y por la que masticamos la comida para digerirla mejor.
Concentración. Si hay más partículas en el mismo volumen, están más juntas y se encuentran más seguido. En gases, aumentar la presión equivale a aumentar la concentración.
En los molinos y tortillerías el polvo de harina en suspensión es un riesgo real: una sola chispa puede provocar una explosión, mientras que un costal de harina compacta…
En los molinos y tortillerías el polvo de harina en suspensión es un riesgo real: una sola chispa puede provocar una explosión, mientras que un costal de harina compacta apenas arde. Explica la diferencia con la teoría de colisiones (piensa en la superficie de contacto y en la concentración de partículas) y propón una medida de seguridad coherente con tu explicación.
La temperatura
La temperatura mide qué tan rápido se mueven las partículas en promedio. Al calentar, aumenta su energía cinética y esto tiene dos efectos:
-
Se mueven más rápido, así que chocan más veces por segundo.
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Una fracción mucho mayor de los choques lleva la energía mínima necesaria para romper enlaces.
El segundo efecto es el más importante: por eso, con un aumento modesto de temperatura la velocidad crece muchísimo. Como regla aproximada, en muchas reacciones la velocidad se duplica o triplica por cada 10 °C que sube la temperatura.
A la derecha de la línea discontinua están las partículas con energía suficiente. A mayor temperatura, esa zona es más grande: hay más choques efectivos.
La leche se corta (se agría por la acción de bacterias) en pocos días si se queda fuera del refrigerador, pero dura mucho más tiempo dentro de él. Explica, con la teoría…
La leche se corta (se agría por la acción de bacterias) en pocos días si se queda fuera del refrigerador, pero dura mucho más tiempo dentro de él. Explica, con la teoría de colisiones, por qué la temperatura modifica la velocidad de esa descomposición.
Los catalizadores
Un catalizador es una sustancia que acelera una reacción sin consumirse. Ofrece un camino distinto en el que la energía mínima necesaria es menor (lo verás en detalle en ENER-EACT). Así, una fracción mayor de los choques resulta efectiva, aunque la temperatura sea la misma.
Los catalizadores biológicos se llaman enzimas: por ejemplo, las de la saliva que empiezan a digerir el almidón de la tortilla. En el escape de los autos, el convertidor catalítico acelera la transformación de gases contaminantes como el CO en CO₂.
Resumen de factores
| Factor | Qué cambia en las partículas | Efecto en la velocidad |
|---|---|---|
| Más superficie de contacto | Más partículas expuestas, más choques | Aumenta |
| Mayor concentración (o presión en gases) | Partículas más juntas, más choques | Aumenta |
| Mayor temperatura | Más choques y más con energía suficiente | Aumenta mucho |
| Catalizador | Baja la energía mínima, más choques efectivos | Aumenta |