Teoría de la colisión: definición y significado

¿Qué es la teoría de colisiones?

Teoría de colisiones. Suena emocionante, a menos que seas un dinosaurio. Quiero decir, si dices la palabra «colisión», es probable que imaginen un asteroide gigante o un cometa lanzándose hacia la Tierra. ¡La colisión que lo cambió todo! Y supongo que el dinosaurio estaría parcialmente en lo cierto; La teoría de las colisiones tiene algo que ver con las colisiones, pero no se trata de asteroides. En cambio, estamos hablando de las diminutas partículas, o átomos y moléculas, que forman ese asteroide, así como de todo lo que te rodea.

Todas estas partículas chocan ocasionalmente o chocan entre sí, lo que nos lleva a la teoría de la colisión . Esta teoría ayuda a los científicos a hacer predicciones sobre la rapidez con la que ocurren las reacciones químicas. Para comprender esta definición, necesitamos comprender las reacciones químicas y qué afecta la velocidad de una reacción química. Entonces, como un t-rex persiguiendo a un herbívoro, ¡vamos!

Volvamos a nuestro asteroide, nuestro lago y nuestro aire de hace un momento. En el asteroide sólido, las partículas están muy juntas y vibran. En el lago líquido, las partículas se mueven un poco más y están más separadas. Finalmente, en el gas o en el aire, las partículas están aún más separadas y rebotan. Centrémonos en esas partículas de gas. Aunque están muy separados, a veces chocan entre sí. Solo piensa en una habitación llena de dinosaurios corriendo. En ocasiones, estos dinosaurios chocarán. Otras veces, correrán uno al lado del otro.

¿Qué es una reacción química?

Cuando dos partículas chocan, a veces puede ocurrir una reacción química , lo que significa que los enlaces entre dos o más partículas se rompen y se reforman, creando una o más sustancias nuevas. Las partículas se denominan reactivos y las sustancias que se forman se denominan productos.

Echemos un vistazo rápido a una reacción química antes de continuar. Allí, detrás del lago, hay un helecho gigante. Dentro de ese helecho cretáceo, se está llevando a cabo la fotosíntesis, al igual que en los helechos actuales. Los reactivos son dióxido de carbono, agua y luz, y los productos son azúcar, agua y oxígeno. Pero para que ocurra una reacción química, deben suceder varias cosas:

1. Las partículas deben entrar en contacto entre sí o chocar.
2. Cuando chocan, las partículas deben estar alineadas correctamente para que las partes correctas de los átomos o moléculas queden expuestas. Si no están orientados correctamente, no se producirá ninguna reacción química.
3. Las partículas deben chocar con suficiente energía para romper sus enlaces químicos. Esta energía a menudo se denomina energía de activación.

¿Qué afecta las tasas de reacción?

Bien, sabemos lo que se requiere para que ocurra una reacción química, pero veamos qué afecta las velocidades de reacción o qué tan rápido se convierten los reactivos en productos. Lo crea o no, algunas reacciones pueden llevar mucho tiempo. Oye, tal vez tanto tiempo que los dinosaurios estuvieron alrededor. De acuerdo, tal vez no, pero algunos realmente pueden llevar miles de años, mientras que otros pueden suceder en segundos.

Estos son los factores que pueden afectar la velocidad de reacción:

1. La cantidad de partículas: cuantas más partículas tenga, más probabilidades habrá de que colisionen. Por ejemplo, cuantos más dinosaurios tenga corriendo en una habitación, más probabilidades habrá de que choquen entre sí. Pero si tienes un montón de dinosaurios corriendo en una habitación, supongo que tienes problemas más grandes que la teoría de la colisión.
2. Temperatura: cuando las cosas se calientan, las partículas comienzan a rebotar con mayor energía. Esto aumenta la posibilidad de que choquen con energía suficiente para iniciar una reacción química.
3. Presión: cuando aumenta la presión, las partículas están más juntas y es más probable que choquen. Sé que los dinosaurios no son partículas, pero finjamos. Si disminuye el volumen de la habitación en la que se encuentran, todos estarán más juntos y será más probable que choquen.
4. Catalizador: un catalizador es una enzima que ayuda a que las reacciones ocurran más rápido. Un catalizador ayuda a unir los reactivos.
5. Tamaño: cuanto más grandes sean las partículas, mayor será la posibilidad de que choquen con otra partícula. Solo piense en una habitación llena de dinosaurios gigantes versus una habitación llena de pequeños dinosaurios. ¿Qué grupo tiene más probabilidades de chocar?

Usando la teoría de la colisión

Ahora que tiene una buena idea de cómo la teoría de la colisión está conectada con las reacciones químicas y las velocidades de reacción, analicemos rápidamente cómo se usa para predecir qué tan rápido ocurren las reacciones químicas. La teoría de las colisiones establece que la velocidad de las reacciones químicas está relacionada con el número de colisiones exitosas. Una colisión exitosa o efectiva solo significa que las partículas se orientaron correctamente y se logró la energía de activación. Por lo tanto, cuanto más exitosas sean las colisiones, más rápida será la velocidad de reacción. El número de colisiones exitosas solo se puede calcular para gases, por lo que la teoría de colisiones solo se puede aplicar a gases. La teoría de la colisión ayuda a los científicos a predecir una constante de velocidad, que se puede utilizar en una fórmula matemática para ayudar a los científicos a determinar las velocidades de reacción.

Resumen de la lección

Tomemos un momento para hundir los dientes y repasar las principales ideas de la teoría de colisiones.

• La teoría de la colisión es la forma en que los científicos hacen predicciones sobre la rapidez con que se producen las reacciones químicas.
• Las reacciones químicas ocurren cuando las partículas se orientan correctamente y chocan con suficiente energía para romper enlaces.
• Las velocidades de reacción son la rapidez con que ocurren las reacciones químicas y se ven afectadas por varios factores, que incluyen: el número de partículas, la temperatura, la presión, la presencia de un catalizador y el tamaño de las partículas.
• La teoría de colisiones establece que el número de colisiones efectivas o exitosas está relacionado con la velocidad de reacción. Cuanto más exitosas sean las colisiones, más rápida será la velocidad de reacción. Esta teoría ayuda a los científicos a determinar matemáticamente las tasas de reacción.

Por lo tanto, cuando escuche la ‘teoría de la colisión’, no deje que le preocupe. No significa que un asteroide o cometa gigante esté a punto de chocar con la Tierra y provocar una extinción masiva. A menos que seas un dinosaurio, pero supongo que es demasiado tarde para preocuparte por eso, ¿no?

Los resultados del aprendizaje

Debería tener la capacidad de hacer lo siguiente después de esta lección:

• Describir la teoría de colisiones y sus usos.
• Recuerde lo que debe suceder para que ocurra una reacción química
• Identificar los factores que afectan las tasas de reacción.
• Explicar la relación entre la teoría de colisiones y la velocidad de reacción.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador