Constante de velocidad

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En cinética química, la constante k que aparece en las ecuaciones de velocidad es función de T y P, y recibe el nombre de constante de velocidad o coeficiente de velocidad. Algunos científicos emplean el primer término cuando se cree que la reacción es elemental y el último cuando se sabe que la reacción ocurre en más de una etapa.

Las unidades de la constante de velocidad o el coeficiente de velocidad varían con el orden de la reacción. Supóngase, por ejemplo, que una reacción es de primer orden, es decir:

v=k [A]\,

En este caso la constante cinética tendría como unidad el s-1.

Dependencia de la temperatura[editar]

Cada coeficiente de velocidad de reacción k tiene una dependencia de la temperatura, que es dada usualmente por la ecuación de Arrhenius:

 k = A e^{ - \frac{E_a}{RT} }

Ea es la energía de activación y R es la constante universal de los gases. Dado que a la temperatura T, las moléculas tienen energías dadas por una distribución de Boltzmann, se puede esperar que el número de colisiones con energía mayor que Ea sea proporcional a e^{\frac{-E_a}{RT}}. A es el factor pre-exponencial o factor de frecuencia o factor de Arrhenius.

Los valores de A y Ea son dependientes de la reacción. También es posible ecuaciones más complejas, que describen la dependencia de la temperatura de otras constantes de velocidad, que no siguen este esquema.

Otra expresión parecida a la ecuación de Arrhenius aparece en la "teoría del estado de transición" de las reacciones químicas, formulada por Eugene Wigner, Henry Eyring, Michael Polanyi y M. G. Evans en los años 1930s. Esto toma varias formas, pero una de las más comunes es

\ k = \frac{k_BT}{h}e^{-\frac{\Delta G^\Dagger}{RT}} (Ecuación de Eyring)

donde ΔG es la energía libre de Gibbs de activación, kB es la constante de Boltzmann, y h es la constante de Planck.