Un factor importante para que ocurra una reacción química es que las moléculas reactivas deben colisionar. ¿Es esto verdadero o falso? ¿Por qué?

En el modelo de cinética de la teoría de colisión, para que se produzca una reacción, los reactivos deben a) colisionar, b) colisionar con suficiente energía yc) colisionar en la orientación correcta para reaccionar. Esto nos da la ecuación [matemáticas] k = \ rho N_A \ sigma_ {AB} \ sqrt {\ frac {8 k_B T} {\ pi \ mu_ {AB}}} \ exp (\ frac {-E_A} {RT} ) [/ math], donde k es la constante de velocidad. Tenga en cuenta que esta explicación es solo para reacciones bimoleculares.

La frecuencia de colisión viene dada por [math] N_A \ sigma_ {AB} \ sqrt {\ frac {8 k_B T} {\ pi \ mu_ {AB}}} [/ math], donde [math] \ sigma_ {AB} [ / math] es la sección transversal de colisión. Tenga en cuenta que también hay un término de temperatura aquí, sin embargo, es solo un término [matemático] \ sqrt T [/ matemático], ya que las moléculas chocan con mayor frecuencia a temperaturas más altas, sin embargo, la razón principal por la que la tasa aumenta a temperaturas más altas es el [matemático ] \ exp (\ frac {-E_A} {RT}) [/ math]. Esta es la colisión con suficiente energía parte de la ecuación. Esta parte de la ecuación proviene del hecho de que las partículas en el sistema obedecen una distribución de Boltzmann y el término [matemáticas] \ exp (\ frac {-E_A} {RT}) [/ matemáticas] proviene de la barrera de energía ([matemáticas ] E_A [/ matemáticas]).

Entonces, nos queda con [math] \ rho [/ math] para explicar la orientación, que se determina experimentalmente como el número de reacciones observadas sobre calculado, que varía masivamente, más notablemente mayor que 1.

Como todos los modelos, tiene sus usos y defectos. Para enseñar, es un buen lugar para comenzar. Para responder directamente a su pregunta inicial, si estamos aplicando la teoría de colisión, la respuesta es verdadera. Sin embargo, existen otros modelos para la cinética, como la teoría del estado de transición, que no hace algunas de las mismas aproximaciones que la teoría de colisión.

Es por eso que las reacciones químicas son más rápidas a temperaturas más altas, más colisiones.