¿Qué es la cinética química?
La cinética química es el estudio de las reacciones químicas y cómo cambian en función de diversas condiciones. La determinación primaria de los efectos de una reacción química está principalmente fuera de la composición real de la sustancia. La cinética química estudia estas condiciones para determinar cómo y por qué ocurre una reacción como ocurre. El uso principal aplicado para la ciencia es crear reacciones eficientes, no destructivas y no envenenantes para su uso en la fabricación, procesamiento de materiales y las industrias farmacéuticas. Aun así, la mayoría de este campo es pura ciencia e investigación.
Los métodos básicos y las respuestas durante una reacción química están determinados por el producto químico en sí. No importa qué condiciones estén presentes, algunos materiales no reaccionarán con otros químicos o con factores ambientales. Esto forma la línea de base utilizada por la cinética química. Una vez que se comprende una reacción en un entorno controlado, los cambios en la reacción pueden atribuirse directamente a los cambios en las condiciones del experimento.
Además de cuál es realmente la sustancia inicial, el estado y la concentración de la sustancia jugarán un factor importante en la cinética química. Estos dos factores están directamente relacionados con la condición del material inicial, más que con el medio ambiente. El estado del material se refiere a si es sólido, líquido o gaseoso. La concentración es la cantidad de reactivo en comparación con otra sustancia o volumen. Esto puede expresarse como 'partes por 1,000 de X químico' o como un porcentaje del espacio utilizado en el área experimental.
La concentración de material es de gran importancia para la cinética química por dos razones. Primero, cuanto mayor sea la cantidad de reactivos, más rápida será la reacción. Este fue uno de los primeros avances importantes en este campo y a menudo se considera el punto de nacimiento de la disciplina. El segundo efecto principal se refiere a la interacción química. Si la concentración de dos reactivos es muy baja dentro de una tercera sustancia no reactiva, entonces tomará una cantidad notable de tiempo para que los dos reactivos se encuentren realmente entre sí.
Además de las propiedades físicas del material, el medio ambiente también es una gran parte de la cinética química. Los factores ambientales generalmente se reducen a temperatura y presión. A medida que aumenta la temperatura, los reactivos absorben energía térmica y se mueven más rápido. Esto les permite interactuar entre ellos con mayor frecuencia, lo que acelera la reacción. Del mismo modo, una presión más alta hace que ocurra más acción en un espacio más pequeño, lo que aumenta la probabilidad de que los reactivos se encuentren entre sí.
La última parte importante de la cinética química es el uso de catalizadores. Estos químicos de 'terceros' cambian la forma en que ocurre la reacción sin cambiar el resultado final de la reacción. Un catalizador interactuará con uno o más reactivos y cambiará la forma en que se comportan. Esto generalmente significa que aumentan la energía, se mueven más rápido, interactúan más y aumentan la velocidad de reacción general. Para ser un catalizador y no un reactivo, el material catalítico debe permanecer sin cambios durante la reacción.