MECANISMOS DE REACCIÓN

MECANISMOS DE REACCIÓN

La mayoría de las Reacciones químicas no ocurren de forma inmediata, sino por el contrario, ocurren a través de una serie de etapas que van a estar íntimamente relacionadas con la composición de las sustancias que intervienen en la reacción , así como también de las Energías involucradas en la misma.


El Mecanismo de Reacción es la Descripción detallada y específica de las diferentes etapas en las que se realiza una Reacción Química, basada en el comportamiento de los átomos o moléculas.

Esto significa que las reacciones químicas se pueden explicar paso a paso basándose en la Teoría de las Colisiones, es decir, es posible que sepamos cómo ocurre la secuencia de Etapas de una reacción Química.

Mecanismo de Reacción basado en la Teoría de las colisiones

Los cambios de energía en las reacciones químicas se pueden representar claramente en los diagramas de reacción graficando la energía en función del avance de la reacción. En estos diagramas es fácil representar conceptos como la Energía de Activación.

Veamos la siguiente reacción para la obtención del agua:    O2  + 2 H2 -----> 2 H2O 

donde el Oxígeno son las bolitas azules y los Hidrógenos son las negras.
      

                                                                              

En la gráfica se muestra la Descripción gráfica del Mecanismo de reacción para ésta reacción, donde se está graficando la Energía de las sustancias participantes en la reacción vs el tiempo (avance de la reacción) 

Primera Etapa: Los Reactivos inicialmente tiene una Energía característica de sus naturalezas químicas. De acuerdo a la Teoría cinético-molecular, las moléculas se encuentran en constante movimiento originando que la Energía de las partículas vaya incrementándose con el tiempo.

Segunda Etapa: Los reactivos logran vencer La Energía necesaria para que ocurra el Choque Efectivo.  Para que ésto ocurra, el nivel de energía de las moléculas de O2  e  H2  deben ser igual o superior a la Ea y además debe cumplirse que la orientación de las moléculas en la colisión sea la adecuada.

En el momento que ocurren los Choques efectivos, las moléculas involucradas forman una Sustancia intermedia de alta Energía que se denomina "Complejo Activado".  Este estado de transición es una estructura intermedia entre Reactivos y Productos en la que se encuentran involucrados todas las sustancias.  La formación de éste complejo activado es la que determina la velocidad del proceso.

Tercera Etapa:  Se forman los nuevos enlaces dando lugar a las nuevas especies químicas y va disminuyendo la Energía de las Sustancias formadas hasta la Energía final de los Productos.


Aquí tenemos otro ejemplo:

La Energía de Activación Ea: Es la distancia que hay entre la Energía inicial de lo Reactivos y la Energía máxima alcanzada en el Complejo activado.  Para calcularla se hace como un diferencial de energías ΔH:   

                                                       Ea  =  H(complejo activado) -  H(inicial de los reactivos)

donde  Δ: Variación

           H: contenido calórico  medidos en KiloJoule por mol    ( KJ/mol )

         ΔH: Variación de energía o Entalpía.  

         ΔH = H(final)  -  H(inicial)

 ΔH°  =  Calor liberado o absorbido durante la reacción

 ΔH°  =   H(final)  -  H(inicial)

 ΔH°  =  H(final de los Productos)  -  H(inicial de los reactivos)

ΔH°: Puede ser Positiva (si la Reacción es Endotérmica)  ΔH+

 ó Negativa (si la Reacción es Exotérmica)  ΔH-

Esto se obtiene como resultado del diferencial ΔH = H(final)  -  H(inicial)  que dependerá en ambos casos del tipo de proceso:  Si la Energía final de los Productos es mayor que la Energía inicial de los reactivos, el diferencial de energía  ΔH dará un resultado positivo (Reacción endotérmica); pero si por el contrario, la Energía final de los Productos es menorque la Energía inicial de los reactivos, el diferencial de energía  ΔH dará un resultado negativo (Reacción exotérmica).  Veamos las siguientes gráficas:

Imaginemos los siguientes datos para ambos casos:

Caso 1 (gráfica izquierda)                                       Caso 2 (gráfica derecha)    

H(inicial de los reactivos)  =10 KJ/mol                              H(inicial de los reactivos)  =30 KJ/mol 

H(final de los Productos)   =30 KJ/mol                              H(final de los Productos)   =10 KJ/mol 

ΔH°  =   H(final)  -  H(inicial)                                                            ΔH°  =   H(final)  -  H(inicial)

ΔH°  =   (30 - 10) KJ/mol                                    ΔH°  =   (10 - 30) KJ/mol

ΔH°  =   20 KJ/mol                                              ΔH°  =   -20 KJ/mol

ΔH°  =  + : Reacción Endotérmica                 ΔH°  =   - : Reacción Exotérmica 

(ΔH° = + : Energía absorbida en la reacción)           (ΔH° = - : Energía liberada en la reacción)

Muy bien chicos.... Espero que puedan entender toda ésta información... traté de explicar cada detalle, porque  particularmente en éstos últimos Objetivos se manejan nuevos conceptos que requieren de explicaciones muy precisas...  Cualquier duda, me pueden consultar...

Recuerden siempre el compromiso de investigar, analizar  e interpretar cada información...

Estoy segura que no se les hará difícil porque ya vienen con una buena base en los lapsos anteriores... Mucho ánimo!!! que seguimos avanzando!!!

Recuerden copiar todas las clases en sus cuadernos...

Hasta la próxima clase... feliz fin de semana!!