Energía de activación

Energía de activación ( energía de activación ) en química, es el mínimo de energía necesaria para causar una reacción. Una reacción química entre dos sustancias se produce cuando un átomo, ion o molécula de una sustancia choca con un átomo, ion o molécula de la otra. Solo una parte del total de colisiones resulta en una reacción, porque por lo general sólo un pequeño porcentaje de las sustancias que interactúan tienen la mínima cantidad de energía cinética que una molécula debe poseer para que reaccione. Cuando los reactivos chocan, pueden formar un producto intermedio cuya energía química es mayor que la energía química combinada de los reactivos. Para lograr que este estado de transición en la reacción pueda lograrse, debe entrar un poco de energía adicional en la reacción, que no sea la energía química de los reactivos. Esta energía es la energía de activación.

Una vez que el producto intermedio, o complejo activado se forma, los productos finales se forman de la misma. El trazo de los reactivos a través del complejo activado para los productos finales se conoce como mecanismo de reacción. Debido a que la energía térmica de una sustancia no está uniformemente distribuida entre sus átomos, iones o moléculas, algunas pueden llevar la energía suficiente para reaccionar, mientras que otras no lo hacen.

Si la energía de activación es bajo, una mayor proporción de las colisiones entre los reactivos resultará en reacciones.
Si la temperatura del sistema se incrementa, la energía térmica promedio es mayor, una mayor proporción de colisiones entre reactivos resultan en reacción y la reacción acontece mas rápido. Un catalizador aumenta la velocidad de reacción, proporcionando un mecanismo de reacción con una energía de activación mas bajo, por lo que una mayor proporción de colisiones resulta en reacción.

La energía de activación y la velocidad de reacción están relacionadas por la ecuación:

Relación entre energía de activación y velocidad de reacción

Donde k es la constante de velocidad, A es una constante independiente de la temperatura (generalmente llamado factor de frecuencia) energía de activación es la energía de activación, R la constante universal de los gases y T es la temperatura. Esta ecuación deviene de Arrhenius en 1899.

Debido a que la relación de velocidad de reacción con la energía de activación y la temperatura es exponencial, un pequeño cambio en la temperatura o en la energía de activación, genera una gran variación en la velocidad de la reacción.