Teoría de colisiones
La teoría de las colisiones es una teoría propuesta por Max Trautz y William Lewis en 1916 y 1918 estipula que las moléculas chocan entre sí y en las colisiones se puede producir un reordenamiento de los enlaces. Para que la reacción progrese, sólo son válidos los choques eficaces, aquellos en los que que las moléculas tienen la energía cinética suficiente suficiente y la orientación adecuada (figura 1).
Considerando el estado estado de cualquier cualquier sistema de moléculas. La energía energía
cinética estará distribuida al azar entre todas las moléculas del sistema, y el porcentaje de moléculas con energía elevada aumenta rápidamente al elevar la temperatura del sistema. Como resultado de esta distribución variable de energía, entre las moléculas, pueden producirse colisiones moleculares, choques, cuya energía de impacto está influenciada por la energía cinética de las moléculas y sus sus trayectorias relativas en el momento del choque. Todas las reacciones químicas, tienen lugar a través de una colisión entre partículas que produce la formación de moléculas que no estaban presentes antes de la colisión. Las moléculas pueden ser nuevas porque unos enlaces se han roto, o porque se han formado enlaces nuevos o ambas cosas a la vez. Ahora bien, dos moléculas pueden chocar entre sí y no verificarse reacción alguna. Para que un choque sea eficaz y se produzca reacción, hacen falta al menos dos condiciones: 1.- Que las moléculas posean suficiente energía (cinética), para que al chocar puedan romperse algunos enlaces (o relajarse mucho). Estas Estas moléculas se llaman moléculas activadas, y la energía mínima requerida se llama energía de activación. 2.- Que el choque se verifique con una orientación adecuada. Aunque las moléculas tengan la suficiente energía, puede suceder que el choque no sea eficaz, por tener lugar con una orientación desfavorable.
Cuando un catalizador está involucrado en la colisión entre las moléculas reaccionantes, se requiere una menor energía para que tome lugar el cambio químico, y por lo tanto más colisiones tienen la energía suficiente para que ocurra la reacción. La velocidad de reacción por lo tanto también se incrementa. La constante de velocidad para una reacción biomolecular en fase gaseosa, como la predice la teoría de las colisiones es:
Dónde:
− ( () = )
Z es la frecuencia de colisión.3 ρ es el factor estérico.4 Eα es la energía de activación de la reacción. T es la temperatura. R es la constante universal de los gases ideales. La frecuencia de colisión es:
8 = √ Dónde:
NA es el número de Avogadro. σAB es la sección eficaz de la reacción. kB es la constante de Boltzmann. μAB es la masa reducida de los reactivos.
Referencias: Trautz, Max. Das Gesetz der Reaktionsgeschwindigkeit und der Gleichgewichte in Gasen. Bestätigung der Additivität von Cv-3/2R. Neue Bestimmung der Integrationskonstanten und der Moleküldurchmesser, Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, Volume 96, Issue 1, Pages 1 - 28, 1916
