INTRODUCCIN

En este trabajo, queremos dar a conocer lo que es la teora de las colisiones. La teora de las colisiones es una teora propuesta por Max Trautz y William Lewis en 1916 y 1918, que explica cualitativamente cmo ocurren las reacciones qumicas y porqu las velocidades de reaccin difieren para diferentes reacciones.Adems de eso podemos decir que la teora de las colisiones est cercanamente relacionada con la cintica qumica.

TEORA DE COLISIONESLa teora de las colisiones es una teora propuesta por Max Trautz y William Lewis en 1916 y 1918, que explica cualitativamente cmo ocurren las reacciones qumicas y porqu las velocidades de reaccin difieren para diferentes reacciones. Para que una reaccin ocurra las partculas reaccionantes deben colisionar. Solo una cierta fraccin de las colisiones totales causan un cambio qumico; estas son llamadas colisiones exitosas. Las colisiones exitosas tienen energa suficiente (energa de activacin) al momento del impacto para romper los enlaces existentes y formar nuevos enlaces, resultando en los productos de la reaccin. El incrementar la concentracin de los reactivos y aumentar la temperatura lleva a ms colisiones y por tanto a ms colisiones exitosas, incrementando la velocidad de la reaccin.Cuando un catalizador est involucrado en la colisin entre las molculas reaccionantes, se requiere una menor energa para que tome lugar el cambio qumico, y por lo tanto ms colisiones tienen la energa suficiente para que ocurra la reaccin. La velocidad de reaccin por lo tanto tambin se incrementa. La teora de las colisiones est cercanamente relacionada con la cintica qumica.CONSTANTE DE VELOCIDADLa constante de velocidad para una reaccin bimolecular en fase gaseosa, como la predice la teora de las colisiones es:

Dnde:Z es la frecuencia de colisin. es el factor estrico.Ea es la energa de activacin de la reaccin.T es la temperatura.R es la constante universal de los gases ideales.La frecuencia de colisin es:

Dnde:NA es el nmero de Avogadro.AB es la seccin eficaz de la reaccin.kB es la constante de Boltzmann.AB es la masa reducida de los reactivos.PUNTOS DE VISTA CUANTITATIVOSDerivacin:Considrese la reaccin:A + B CEn la teora de las colisiones se considera que dos partculas A y B colisionarn si sus ncleos se aproximan ms cerca de cierta distancia. El rea alrededor de una molcula A en la cual se puede colisionar con una molcula B que se aproxima es llamada la seccin eficaz (o seccin transversal) ABde la reaccin y es, en principio, el rea correspondiente a un crculo cuyo radio (rAB) es la suma de los radios de ambas molculas reactantes, que se suponen esfricas.Una molcula en movimiento barrer por lo tanto un volumen rABcApor segundo conforme se mueve, donde cAes la velocidad promedio de la partcula.De lateora cinticaes sabido que una molcula de A tiene una velocidad promedio (dada por ladistribucin de Maxwell-Boltzmann), y siendo diferente de la velocidadmedia cuadrtica), de, donde kBes laconstante de Boltzmanny mAes la masa de la molcula.La solucin delproblema de los dos cuerposseala que dos diferentes cuerpos en movimiento pueden ser tratados como un cuerpo que tiene lamasa reducidade ambos y se mueve con la velocidad delcentro de masas, as que, en este sistema ABdebe ser usado en vez de mA.Por tanto, la "frecuencia de colisin" total,3de todas las molculas de A, con todas las molculas de B, es:

De la distribucin de Maxwell-Boltzmann puede ser deducido que la fraccin de las colisiones con ms energa que la energa de activacin es . Por tanto la rapidez de una reaccin bimolecular para gases ideales ser:

Dnde:Z es la frecuencia de colisin. es el factor estrico, el cual ser discutido en detalle en la siguiente seccin.Ea es la energa de activacin de la reaccin.T es la temperatura absoluta.R es la constante de los gases ideales.El producto Z es equivalente al factor preexponencial de la ecuacin de Arrhenius.VALIDEZ DE LA TEORA Y FACTOR ESTRICOUna vez que una teora es formulada su validez debe ser probada, esto es, comparar sus predicciones con el resultado de los experimentos.Cuando la expresin de la constante de velocidad es comparada con la ecuacin de velocidad para una reaccin bimolecular elemental, r = k(T)[A][B], se nota que:

La expresin es similar a la ecuacin de Arrhenius, y brinda la primera explicacin terica de dicha ecuacin sobre una base molecular. La dbil dependencia de la temperatura del factor preexponencial es tan pequea comparada con el factor preexponencial que no puede ser medida experimentalmente, eso es, "no es factible establecer, sobre la base de estudios de temperatura de la constante de velocidad, si la dependencia predicha T del factor preexponencial es observada experimentalmenteFactor estricoSi los valores de las constantes de velocidad predichos son comparados con los valores de las constantes de velocidad conocidas se nota que la teora de las colisiones falla en estimar las constantes correctamente y entre ms complejas son las molculas el fallo es mayor. La razn para eso es que se ha supuesto que las partculas son esfricas y capaces de reaccionar en todas direcciones; eso no es verdad, debido a que la orientacin de las colisiones no es siempre la correcta. Por ejemplo en la reaccin de hidrogenacin del etileno, la molcula de H2 debe aproximarse a la zona del enlace entre los tomos, y solo una pequea cantidad de todas las posibles colisiones cumplirn este requerimiento.Para aliviar este problema, un nuevo concepto debe ser introducido: el "factor estrico", . Es definido como la razn entre el valor experimental y el predicho (o la razn entre el factor de frecuencia y la frecuencia de colisin, y es la mayora de las veces menor que la unidad.

Usualmente, entre ms complejas sean las molculas de los reactivos, ser menor el factor estrico. Sin embargo, algunas reacciones exhiben factores estricos mayores que la unidad: las reacciones arpn, que envuelven tomos que intercambian electrones, produciendo iones. La desviacin de la unidad puede tener diferentes causas: las molculas no son esfricas, as que son posibles diferentes geometras; no toda la energa cintica es entregada en sitio correcto; la presencia de un disolvente (cuando es aplicado a disoluciones), etc.

CONCLUSIN

En este trabajo, tratamos de dar a conocer al cien por ciento en qu consiste la teora de colisin. Aprendimos adems la importancia que tena la orientacin de las partculas y que pasara si no se cumpliera, tambin pudimos conocer energa de activacin, complejo activado y distintos factores que pueden encontrarse en esta teora.Con todo lo aprendido en el informe nos pudimos percatar de lo importante que resulta todo esto, pues si no funcionaran la colisin de la manera que debe, varias cosas, tanto en la vida de un ser vivo como en la naturaleza, no seran posibles, pues la colisin es la base para que funcione gran parte de lo mencionado.

ANEXOS

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