Energía de activación es la energía mínima para que ocurra una reacción química, es decir, es una de las factores determinantes para la ocurrencia de una reacción, junto con un contacto y colisión favorables entre las moléculas reactivas.
Modelo de colisión favorable entre los reactivos de una reacción
Cuando hay contacto y colisión entre moléculas reactivas, se forma un compuesto intermedio (antes de que se forme el producto), llamado complejo activado. Este complejo es una agrupación de todos los átomos de los reactivos.
Representación del complejo activado
Sin embargo, el tiempo para formar el complejo activado indica si una reacción química será más rápida o más lenta que la otra. Así, la colisión favorable, combinada con la energía de activación, es decisivo para la velocidad de la reacción.
Cabe señalar que la energía de activación no cesa hasta que se forma el complejo activado.
La forma más común de analizar el energía de activación y el complejo activado está usando un gráfico, que presenta, como un patrón, energía o entalpía (en KJ o Kcal) en el eje y, la ruta de reacción (del reactivo a los productos) en el eje x, y una curva, como podemos ver en la seguir:
Modelo de un gráfico estándar utilizado en cinética química.
En esta plantilla de gráfico, el complejo activado está dado por el punto más alto de la curva (punto a del siguiente gráfico), y la energía de activación es la ruta completa de los reactivos al complejo activado (flecha roja en gráfico):
Comprobación de la energía compleja y de activación en el gráfico
Para determinar el valor de la energía de activación, luego, simplemente reste la energía de los reactivos de la energía del complejo activado, como en la siguiente expresión matemática:
Comer = Hcomplejo activado - Hreactivos
Supongamos, por ejemplo, que se está produciendo una reacción química entre los reactivos AB y CD, para la formación de los productos AD y CB, según el siguiente gráfico:
AB + CD → AD + CB
Gráfico de reacción de formación de AD y CB
Analizando este gráfico, tenemos que:
La energía requerida para la formación del complejo activado es de 30 Kcal, ya que es la energía relacionada con el punto más alto de la curva;
LA energía de activación de esta reacción sería solo de 10 Kcal, porque parte de los reactivos que tienen una energía de 20 Kcal y termina en el complejo activado que tiene una energía de 30 Kcal, como se muestra a continuación:
Comer = Hcomplejo activado - Hreactivos
Comer = 30 - 20
Comer = 10 Kcal
Una forma de acelerar una reacción química, por lo que hemos visto, es reducir la energía de activación, porque cuanto más pequeño sea, más rápido se formará el complejo activado y, en consecuencia, más rápida será la obtención de los productos.
Para reducir la energía de activación y así acelerar la reacción, una alternativa es utilizar un Catalizador, que es una sustancia química que se debe agregar al medio de reacción (reacción), que participa en la formación del complejo activado, pero no forma ninguna sustancia en el producto, es decir, se recoge al final y se puede reutilizado.
Gráficamente, la presencia del catalizador se nota mediante el incremento de una segunda curva, como podemos ver a continuación:
Gráfico que muestra la curva con un catalizador
Así, la curva con el catalizador (en rojo) tiene una nueva energía de activación (flecha azul) y un nuevo valor (X) de energía para el complejo activado, siempre menor en relación a la curva de reacción realizada sin la presencia del catalizador.
Por mí. Diogo Lopes Dias
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-energia-ativacao.htm