Efecto de la concentración en la velocidad de reacción

Idea central

Si hay más partículas en el mismo espacio, chocan más seguido. Más choques buenos por segundo = reacción más rápida. Eso es todo lo que hace la concentración.

1. Conceptos clave

• Reactivo: sustancia que se gasta durante la reacción. Ejemplo: el vinagre que disuelve la cáscara de huevo.
• Concentración: qué tan apretadas están las partículas. Se mide en molaridad (moles por litro) y se escribe con corchetes, por ejemplo $[A]$.
• Velocidad de reacción (v): qué tan rápido desaparece un reactivo o aparece un producto. Se mide en $\text{mol} / (\text{L} \cdot \text{s})$.
• Colisión eficaz o choque útil: choque con energía suficiente y orientación correcta para lograr la reacción. No basta chocar, hay que chocar bien.

En corto: a más concentración, más partículas por litro y más choques por segundo.

2. Analogía para no olvidar: el pasillo del colegio

• Con 5 personas caminas libre, casi nunca chocas = solución diluida: pocas partículas, pocos choques.
• Con 200 personas chocas a cada paso = solución concentrada: muchas partículas, muchísimos choques.

Si hay el doble de partículas, hay casi el doble de encuentros. Como solo algunos choques logran reaccionar, más intentos dan más aciertos por segundo.

3. De los choques a la fórmula: ley de velocidad

$$v = k \cdot [A]^m \cdot [B]^n$$

• v: velocidad de reacción.
• [A], [B]: concentraciones.
• k: constante de velocidad. Propia de cada reacción a una temperatura dada. No cambia si solo cambias la concentración.
• m, n: orden respecto a cada reactivo. Casi siempre 0, 1 o 2. Dicen qué tan sensible es la velocidad a ese reactivo.

Regla clave: m y n no se adivinan con la ecuación química. Solo se conocen midiendo en el laboratorio.

4. No siempre es proporcional: el orden manda

• Orden 0: ese reactivo no afecta. Si duplicas $[A]$, v queda igual ($\times 1$), porque $2^0 = 1$.
• Orden 1: efecto directo. Si duplicas $[A]$, v se duplica (), porque .

Regla práctica: si multiplicas la concentración por un factor $f$, la velocidad se multiplica por $f^m$.

Ejemplo: si $m = 2$ y triplicas ($f = 3$), la velocidad aumenta $9$ veces, porque $3^2 = 9$.

Esto pasa porque no todas las reacciones necesitan el mismo número de partículas chocando a la vez. Si el paso lento necesita dos partículas de A, aumentar $[A]$ ayuda muchísimo más.

5. Ejemplo modelo

Si $v = k \cdot [A]^2$ y pasas de $0,2 \, \text{M}$ a $0,6 \, \text{M}$:

1. Factor de concentración: $f = 0,6 / 0,2 = 3$ (3 veces más concentrado).
2. Efecto en velocidad: $v2 / v1 = f^2 = 3^2 = 9$.

6. Dos errores que te quitan puntos

• Más concentración no crea productos distintos. Solo hace la misma reacción más rápida.
• El efecto tiene límite. Si ya hay muchísimo de un reactivo, agregar más a veces casi no cambia nada. Eso es orden 0. Ocurre cuando lo que frena es otra cosa, como la cantidad del otro reactivo.

Para memorizar

• A mayor concentración → más choques útiles por segundo → mayor velocidad.
• Ley: $v = k \cdot [A]^m \cdot [B]^n$.
• El orden (m, n) dice qué tan fuerte es el efecto y solo se halla con experimentos.
• Si $$ se multiplica por , se multiplica por .