Se dice que el control cinético del paso de una reacción química es cuando dos o más posibles productos de reacción forman predominantemente el producto de una reacción más rápida, por regla general, energéticamente menos favorable. A diferencia del control termodinámico , el producto del control cinético se forma a temperaturas más bajas.
El caso general del perfil de energía de una reacción, cuyo curso se controla cinética o termodinámicamente, se muestra en la figura:
La figura muestra el caso general cuando la reacción puede proceder en diferentes direcciones, una de las cuales está controlada cinéticamente (ruta 1→2) y la otra termodinámicamente (ruta 1→4). El material de partida 1 es un intermedio de transformación formado en la primera etapa de la reacción. Luego tiene dos oportunidades para pasar a los productos.
Primero: a través del estado de transición 3 al producto 2, mientras que la energía de activación es E a, k , y el efecto de la energía es ΔН a, k . También existe la posibilidad de transición al producto 4 a través del estado de transición 5, mientras que los parámetros correspondientes son E a, t y -ΔH a, t .
Como puede verse en la figura, para la formación de 2, el sistema debe superar una barrera más baja que para la formación de 4. La probabilidad de superar esta barrera, según la ecuación de Arrhenius , depende exponencialmente de la temperatura, mientras que a bajas temperaturas , la reacción, por regla general, procede exclusivamente a lo largo del camino 1 → 2.
A su vez, a temperaturas más altas, se realiza el caso de control termodinámico, cuando se forma un producto 4 energéticamente más favorable, mientras que la ganancia de energía por ΔΔН es mayor que en el caso de control cinético.
Fundamentalmente, el control cinético difiere del control termodinámico en que si un sistema en equilibrio con un exceso de 1 o 2 se calienta a una temperatura en la que predomina el control termodinámico, el producto 4 comenzará a acumularse en el sistema. Esto significa que bajo las condiciones de la reacción, cuando todos los procesos directos e inversos son posibles, el producto del control termodinámico siempre se acumulará. [1] Los ejemplos más clásicos de control cinético y termodinámico de reacciones son:
1. Hidrobromación de butadieno [2]
2. Sulfonación de naftaleno y algunos otros