¿Qué es la calculadora de la constante de velocidad?
Esta herramienta calcula la constante de velocidad de una reacción, k, mediante la ecuación de Arrhenius, uno de los pilares de la cinética química. A partir del factor preexponencial (o factor de frecuencia) A, la energía de activación Ea y la temperatura absoluta T, devuelve k en las mismas unidades que A. Se trata de fisicoquímica universal: no depende de ningún país ni normativa.
Cómo utilizarla
Introduce el factor preexponencial A (suele rondar los \(10^{13}\) 1/s en reacciones unimoleculares sencillas), la energía de activación Ea en julios por mol y la temperatura en kelvin. La calculadora emplea la constante de los gases \(R = 8{,}314 \ \text{J/(mol}\cdot\text{K)}\). Asegúrate de que la energía de activación esté expresada en J/mol y no en kJ/mol: si la tienes en kJ/mol, multiplícala antes por 1000.
La fórmula explicada
La ecuación de Arrhenius es $$k = A \cdot e^{-E_a / (R \cdot T)}$$ El término exponencial es el factor de Boltzmann: indica la fracción de colisiones moleculares con energía suficiente para reaccionar. A medida que sube la temperatura, el exponente se vuelve menos negativo, por lo que k crece con rapidez. Una energía de activación mayor hace el exponente más negativo y, por tanto, ralentiza la reacción.
Ejemplo resuelto
Con \(A = 1 \times 10^{13}\) 1/s, \(E_a = 75\,000\) J/mol y \(T = 298\) K: $$R \cdot T = 8{,}314 \times 298 = 2477{,}572 \ \text{J/mol}$$ El exponente es $$-75000 / 2477{,}572 = -30{,}272$$ Entonces $$k = 10^{13} \times e^{-30{,}272} \approx 10^{13} \times 7{,}13 \times 10^{-14} \approx 0{,}713 \ \text{1/s}$$
Preguntas frecuentes
¿Qué unidades tiene k? Las mismas que A. En las reacciones de primer orden, A y k se expresan en 1/s; en las de segundo orden, en L/(mol·s).
¿La Ea debe ir en kJ o en J? Esta calculadora espera J/mol. Para convertir kJ/mol a J/mol, multiplica por 1000.
¿Por qué influye tanto un pequeño cambio de temperatura? Porque la temperatura aparece dentro de una exponencial, así que incluso un aumento moderado puede multiplicar la constante de velocidad varias veces. Una regla práctica dice que la velocidad se duplica aproximadamente por cada 10 K de aumento.
