Factores que afectan la rapidez de las reacciones

Un plátano madura mucho antes encima de la mesa de la cocina que dentro del refrigerador. ¿Qué factor está acelerando la maduración en un caso y frenándola en el otro? Explica brevemente cómo actúa ese factor.

El pescado que compramos se guarda en el congelador para que tarde mucho más en estropearse. ¿Qué factor estamos controlando al congelarlo y por qué frena las reacciones de descomposición?

Una pastilla efervescente de vitamina C tarda $80\ \text{s}$ en disolverse por completo en un vaso de agua a $10\ \celsius$ y solo $20\ \text{s}$ en agua a $30\ \celsius$. La gráfica resume los datos:

1. a) ¿Cuántas veces más rápida es la reacción a $30\ \celsius$ que a $10\ \celsius$?
2. b) Explica este resultado pensando en cómo se mueven las partículas cuando sube la temperatura.

Casi todas las reacciones químicas van más rápido cuando sube la temperatura. La figura representa las partículas de un gas a dos temperaturas distintas:

Explícalo con el modelo de partículas: qué les ocurre a las partículas de los reactivos y qué consecuencia tiene eso sobre sus choques.

Aitana mezcla en el laboratorio dos disoluciones incoloras y mide el tiempo que tarda en aparecer un sólido amarillo (un precipitado). Repite la mezcla a distintas temperaturas y obtiene: $80\ \text{s}$ a $10\ \celsius$, $40\ \text{s}$ a $20\ \celsius$ y $20\ \text{s}$ a $30\ \celsius$. Los datos están representados en la gráfica:

1. a) Describe con tus palabras la tendencia que muestran los datos.
2. b) Fíjándote en la tendencia, ¿cuánto tiempo cabría esperar aproximadamente a $40\ \celsius$?
3. c) Justifica la tendencia con el modelo de partículas.

Cuando soplamos sobre las brasas de una barbacoa, arden con más fuerza. ¿Qué les estamos aportando al soplar? ¿Qué factor que acelera las reacciones estamos poniendo en juego?

Una astilla de madera que está solo al rojo vivo se enciende con llama al introducirla en un tubo lleno de oxígeno puro. ¿Qué factor explica que en ese tubo la combustión sea mucho más viva que en el aire?

En muchos quemadores de gas hay una entrada de aire regulable: con poca entrada de aire la llama es amarilla y tizna las cazuelas, y con más entrada es azul y calienta mejor.

1. a) ¿Qué factor estás modificando al regular la entrada de aire?
2. b) Explica por qué la combustión es más completa y eficiente con la entrada abierta.

Una cinta de magnesio arde en el aire con una llama blanca intensa, pero dentro de un frasco lleno de oxígeno puro la combustión es mucho más violenta. La figura representa las partículas de gas dentro de cada frasco:

1. a) Sabiendo que el aire contiene solo un $21\ \%$ de oxígeno, explica la diferencia usando el modelo de choques entre partículas.
2. b) Predice qué ocurriría si el frasco estuviera lleno de un gas sin oxígeno, como el nitrógeno, y justifica la predicción.

Lucía echa un terrón de azúcar a su café con leche y Marco echa la misma cantidad de azúcar granulado al suyo, como se muestra en la figura. Ambos remueven igual.

¿Cuál de los dos se disolverá antes? ¿Qué factor que afecta a la velocidad de las reacciones explica la diferencia?

Para que un antiácido haga efecto antes, en la farmacia lo venden en pastillas efervescentes, que se disuelven en agua, o se recomienda machacar la pastilla. ¿Qué factor se está aprovechando en ambos casos?

En el caldo de la sopa, la sal fina se disuelve casi al instante y la sal gorda tarda bastante más, aunque la cantidad sea la misma. Explica la diferencia usando el modelo de partículas: piensa en qué partículas de la sal están en contacto con el agua en cada caso.

Un tronco de roble puede arder durante horas en una chimenea, pero el serrín del mismo roble, si está esparcido, arde casi de golpe.

1. a) ¿Qué factor explica esta diferencia?
2. b) Razona por qué en las carpinterías se prohíbe fumar y se retira el serrín acumulado a menudo.

La lana de acero que se usa para fregar arde con chispas al acercarla a una llama, mientras que un clavo del mismo material solo se oxida despacio, a lo largo de los años.

1. a) ¿Qué factor explica que el mismo material reaccione tan distinto?
2. b) ¿Cómo se llama la oxidación lenta que sufre el clavo?

En los silos de grano y en los antiguos molinos de harina ha habido explosiones sin ninguna llama visible: bastaba una pequeña chispa en un aire cargado de polvo de harina.

1. a) Explica por qué el polvo de harina en suspensión arde muchísimo más rápido que la misma harina apilada en un saco.
2. b) ¿Qué factor de los que aceleran las reacciones está actuando de forma extrema?
3. c) Propón una medida de seguridad para estos lugares y justifícala.

¿Qué es un catalizador? Explica qué efecto tiene sobre la velocidad de una reacción y si se consume o no en ella. Pon un ejemplo de catalizador que conozcas.

Los autos llevan un catalizador en el tubo de escape. ¿Qué misión cumple sobre los gases contaminantes que salen del motor? ¿Por qué crees que se llama así?

Si masticas un trozo de pan durante un buen rato, acaba sabiendo dulce: una enzima de la saliva empieza a descomponer el almidón del pan en azúcares.

1. a) ¿Qué papel juega esa enzima en la reacción?
2. b) ¿Por qué se dice que las enzimas son catalizadores biológicos?
3. c) Nombra otro proceso del cuerpo humano en el que intervengan enzimas.

Para hacer yogur casero se mantiene la leche con los fermentos a unos $40\ \celsius$ durante varias horas. Si la mezcla llega a hervir, el yogur ya no se forma.

1. a) ¿Qué son los fermentos, desde el punto de vista de la reacción química?
2. b) Explica por qué funcionan bien a $40\ \celsius$ pero dejan de actuar si la mezcla hierve.
3. c) Predice qué ocurriría si dejaras la mezcla a $10\ \celsius$ en vez de a $40\ \celsius$ y razona la respuesta.

El catalizador de un auto contiene metales como el platino, que aceleran las reacciones que convierten gases tóxicos del escape en gases menos dañinos.

1. a) Explica qué significa que un catalizador «no se consume» en la reacción.
2. b) Si no se consume, ¿por qué crees que al cabo de muchos años un catalizador puede dejar de funcionar bien? Piensa en qué les puede pasar a sus superficies con el uso.

Mateo quiere comprobar que la temperatura influye en la velocidad con que se disuelve el chocolate en polvo en la leche. Diseña el experimento por él: qué materiales necesita, qué magnitud cambiará entre los dos vasos, qué cosas debe mantener exactamente iguales y qué medirá para comparar.

Diseña un experimento completo para comprobar que la concentración de un reactivo influye en la velocidad de reacción, usando vinagre y bicarbonato: prepararías varios vasos con distinta cantidad de vinagre completando todos con agua hasta el mismo volumen. Indica:

1. a) Qué variables mantienes constantes y por qué.
2. b) Qué variable cambias de un vaso a otro.
3. c) Cómo medirías la velocidad de la reacción (qué observarías o cronometrarías).
4. d) Qué resultado esperas obtener y cómo lo interpretarías.

Quieres comprobar el efecto de la superficie de contacto usando dos pastillas efervescentes idénticas: una entera y otra machacada hasta hacerla polvo.

1. a) Describe el procedimiento paso a paso.
2. b) Predice el resultado y justifícalo con el modelo de partículas.
3. c) Explica por qué debes usar la misma cantidad de agua y a la misma temperatura en los dos vasos: ¿qué ocurriría con tus conclusiones si no lo hicieras?

Preparas cuatro vasos de agua con azúcar: el vaso 1 con agua fría y un terrón, el vaso 2 con agua fría y la misma cantidad de azúcar granulado, el vaso 3 con agua caliente y un terrón y el vaso 4 con agua caliente y azúcar granulado. La figura muestra los cuatro vasos:

1. a) ¿Qué dos vasos compararías para estudiar solo el efecto de la temperatura? Justifica la elección.
2. b) ¿Y qué dos vasos compararías para estudiar solo el efecto de la superficie de contacto?
3. c) ¿Qué vaso tardará menos en disolver el azúcar? Razona la respuesta combinando los dos factores.