Teoría de colisiones

• Una colisión eficaz requiere cumplir dos condiciones simultáneas: energía cinética $\geq E_a$ y orientación correcta de las partículas.
• La energía de activación $E_a$ es la energía mínima que deben tener los reactivos al colisionar para que la reacción ocurra; siempre es positiva.
• La velocidad de reacción es proporcional a la frecuencia de colisiones eficaces por segundo.
• Cada factor que aumenta la velocidad actúa sobre la frecuencia de colisiones (nº de choques/s) o sobre la proporción con $E \geq E_a$, o en ambas.

• Energía suficiente: la energía cinética de la colisión debe ser $\geq E_a$; si $E < E_a$, las partículas rebotan sin reaccionar.
• Orientación correcta: los átomos que van a enlazarse deben quedar enfrentados; una colisión energética pero mal orientada tampoco reacciona.

• Temperatura ↑ → curva de Maxwell-Boltzmann se aplana y desplaza a la derecha → proporción mucho mayor de partículas supera $E_a$ (efecto dominante) + frecuencia de colisiones sube levemente.
• Concentración ↑ (o presión ↑ en gases) → más partículas por volumen → más colisiones por segundo (mayor frecuencia; la energía media no cambia).
• Superficie de contacto ↑ → más partículas del sólido expuestas → más colisiones por segundo con el otro reactivo.
• Catalizador → ofrece una ruta alternativa con menor $E_a$ → mayor proporción de colisiones con energía suficiente; no cambia $\Delta H$ ni el equilibrio.

• $E_a$ se mide desde el nivel de los reactivos hasta la cima (complejo activado):

$$E_a = E_{\text{complejo activado}} - E_{\text{reactivos}}$$

• En el perfil: nivel de reactivos (izquierda) → cima (complejo activado) → nivel de productos (derecha).
• $\Delta H = E_{\text{productos}} - E_{\text{reactivos}}$; si los productos están más bajos, la reacción es exotérmica ($\Delta H < 0$).
• $E_a$ inversa $= E_{\text{pico}} - E_{\text{productos}}$; siempre positiva.

• Problema: Perfil exotérmico con reactivos a $0\ \text{kJ mol}^{-1}$, pico a $+85\ \text{kJ mol}^{-1}$, productos a $-40\ \text{kJ mol}^{-1}$. Calcula $E_a$ directa, $E_a$ inversa y $\Delta H$.
• $E_a(\text{directa}) = 85 - 0 = 85\ \text{kJ mol}^{-1}$
• $E_a(\text{inversa}) = 85 - (-40) = 125\ \text{kJ mol}^{-1}$
• $\Delta H = -40 - 0 = -40\ \text{kJ mol}^{-1}$ → reacción exotérmica.

• Error frecuente: decir solo "hay más colisiones" al explicar el efecto de la temperatura — el efecto dominante es la mayor proporción con $E \geq E_a$, no la frecuencia.
• Error frecuente: confundir concentración (aumenta frecuencia) con temperatura (aumenta la fracción energética); son mecanismos distintos.
• El catalizador no cambia $\Delta H$ ni los niveles de reactivos/productos del perfil: solo baja el pico.
• Al explicar cualquier factor, nombrar siempre cuál de las dos ideas cambia: frecuencia o proporción con $E \geq E_a$.