Dependencia de la velocidad de reacción con la concentración de reactivos

Transcripción

1 Cinética química La cinética química, es la parte de la química que estudia la velocidad o rapidez con que transcurren las reacciones químicas, se refiere a la variación de las concentraciones de reactivos y productos con el tiempo. Normalmente la velocidad de una reacción se expresa como la velocidad de desaparición de un reactivo. Se define entonces la velocidad promedio de una reacción como la variación en la concentración de reactivos ó productos en un intervalo de tiempo dado. La velocidad promedio no es una magnitud constante, en consecuencia no se emplea. La magnitud más utilizada es la velocidad instantánea, que es la velocidad en un instante dado. Para calcularla es necesario disminuir el intervalo de tiempo a valores muy pequeños. Dependencia de la velocidad de reacción con la concentración de reactivos El perfil general de la reacción es tal que con el tiempo no sólo disminuye la concentración de reactivo, sino que además disminuye la velocidad de cambio de esta concentración. Por ejemplo en la reacción: Experimentalmente se ha demostrado que la velocidad depende solamente de la concentración de reactivos. Reacciones de primer orden: Son aquellas en las que la velocidad, depende de la concentración de reactivo, elevada a la primera potencia. 1

2 Reacciones de orden dos: Son aquellas cuya velocidad depende de la concentración de uno de los reactivos elevado al cuadrado, ó bien de la concentración de dos reactivos distintos elevados cada uno de ellos a la primera potencia. La velocidad de una reacción depende de la temperatura a la que tiene lugar. Así, un aumento de 10 k implica una duplicación en la velocidad de la reacción. Por otra parte una disminución de la temperatura una disminución de la velocidad. Es por esto por lo que para disminuir la velocidad de la descomposición bacteriana de los alimentos éstos se congelan a temperaturas inferiores a 0. Para que la reacción tenga lugar es necesario superar una barrera energética mínima. Esta barrera energética se conoce como energía de activación. Las moléculas reaccionantes deben tener una energía cinética total igual a cero ó superior a la energía de activación, que es la cantidad mínima de energía necesaria para que se produzca la reacción química. En 1889 Arrhenius mostró que la constante de velocidad está relacionada con la temperatura. La química y el impacto ambiental A lo largo de esta antología hemos estudiado algunas propiedades de los elementos químicos, las sustancias y sus compuestos, sus reacciones y cambios energéticos; asimismo, realizamos lecturas referentes a su aplicación en la ciencia, la tecnología y la vida cotidiana. También revisamos cómo el ser humano, en su afán de subsistir, mejora su calidad de vida y es cada vez más competitivo en los mercados locales, regionales, nacionales e internacionales, modificando drásticamente su hábitat. 2

3 L as consecuencias de dichas modificaciones del medio ambiente son alarmantes, como es el caso del cambio climático y la sobreacumulación de sustancias tóxicas en las cadenas alimenticias al ser irresponsablemente descargadas a cuerpos de agua como ríos, lagos y el mar, que a su vez han causado un impacto genético en los seres vivos, propiciando el surgimiento de nuevas y raras enfermedades. No obstante, continuamos deteriorando el ambiente, en la mayoría de los casos por emisiones; e otros, por la falta de una adecuada estrategia en materia de educación ambiental. Sin embargo, pese a lo dramático de la situación, en nuestro país parece haber tenues motivos para suponer que dicha situación puede llegar a cambiar. Con la incorporación de la educación ambiental en los nuevos planes de estudio en todos los niveles educativos, y con el trabajo de grupos o asociaciones de la sociedad civil, estamos seguros de que entre todos podemos revertir el grave daño causado al medio ambiente. Aún falta mucho por hacer como individuos que integramos una sociedad y sobre todo en nuestro ámbito más inmediato. Podemos contribuir a la mitigación del daño ambiental; apoyar a la regulación adecuada de las emisiones a la atmosfera, a los ríos, al suelo, y no sólo en el aspecto ambiental sino también en el social, pues se hace necesario revertir el consumismo irracional y la búsqueda frenética de nuevos satisfactores. Por ende, el tan mencionado desarrollo sostenible significa justamente que como sociedad debemos progresar racionalizando los recursos bióticos y abióticos. Es un hecho que, por citar un caso, si vamos a explotar un bosque, lo mantengamos vino no sólo por el tiempo en que nosotros vivamos, sino para muchas generaciones más, tratando de optimizar el beneficio que nos brinda. (Bosco A., 2010). 3

4 Lee con atención: IMPACTO AMBIENTAL DE LA INDUSTRIA La química industrial influye de forma permanente al aumento de la calidad de vida en nuestra sociedad, pero esta posee un aspecto negativo común a todas las actividades industriales, y es la gran generación de productos de residuo, y la contaminación ambiental, que aunque es un tema que se intenta controlar en la actualidad, necesita una continuada revisión. Otro tema importante actualmente son los plaguicidas, utilizados para las mejoras en la eficacia de la agricultura, pero tienen el inconveniente de que pueden incorporarse en nuestros alimentos y ser ingeridos. Todas las industrias son dependientes de energía, pero en especial es la industria química la que gasta grandes cantidades de agua en sus procesos, debido a esto se provocan vertidos a la hidrosfera, llegando a verse afectadas por este hecho zonas alejadas del punto de partida. Gran parte de la contaminación atmosférica proviene de la combustión de los fósiles con finalidades energéticas; también la combustión cuando es incompleta en los motores produce monóxido de carbono, hidrocarburos aromáticos y NO. Dichos contaminantes participan en el efecto invernadero, así como también forman parte de la lluvia ácida o el smog fotoquímico. La industria química puede producir estos contaminantes también, además de los compuestos orgánicos volátiles tan perjudiciales, aunque en los últimos años las industrias químicas incorporan ciertos dispositivos que permiten disminuir dichas emisiones, tanto de gases como de partículas. El agua y sus características especiales hacen más fácil la incorporación de diversos contaminantes. Los vertidos que produce la industria, se encuentran sometidos a controles estrictos seguidos por una legislación. Existen muchos otros tipos de contaminación, como por ejemplo, los vertidos agrícolas o de las urbes, que producen polución atmosférica, y suelen ser mucho más difíciles de controlar. Los contaminantes de tipo químicos más frecuentes son los cloruros, sulfatos, nitratos, y fosfatos que provienen de los fertilizantes; por otro lado los carbonatos, sales de calcio y magnesio; y por últimos los metales pesados, como cadmio, cromo, cobre, plomo, etc., además de algunos otros derivados orgánicos. Los residuos sólidos, ya sean de origen industrial o doméstico, forman en la actualidad un gran problema. El proceso de almacenaje para los residuos, especialmente los de origen químico deben estar bajo un control permanente. También existen tratamientos biológicos para los 4

5 residuos, o incineración, tratamientos que pueden provocar efectos adversos en sus emisiones de gases. Por todo ello, el reciclaje es una buena solución siempre que el proceso sea llevadero. Afortunadamente hay una gran concienciación en la sociedad acerca de mantener el medio ambiente, donde la química tiene un fuerte papel pues este campo es el encargado de analizar el origen de la polución, así como poder dar soluciones, aunque la última palabra la tiene siempre la sociedad que al final es la que lleva a cabo las medidas propuestas. También debemos ser conscientes de que la sociedad no puede eliminar por completo los riesgos que se asocian al uso de diferentes productos químicos, pues cuando los grados de riesgo se acercan a cero, el costo implicado se eleva al infinito. En conclusión, la sociedad y cada uno de nosotros debemos hacer un balance y analizar los riesgos y beneficios, para poder asumir los menores riesgos de manera aceptable y poder sostener nuestro planeta. "El medio ambiente depende de nuestras acciones colectivas, y el medio ambiente de mañana de nuestras acciones de hoy" 5