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Transcripción del video

cuando tú estudias química con frecuencia vez reacciones de hecho siempre estás viendo reacciones por ejemplo si tienes hidrógeno gaseoso déjame ponerlo aquí h2 en estado gaseoso ok la cual es una molécula de atómica porque el hidrógeno se enlace asimismo en el estado gaseoso ya esto le aumentamos am y de reponerlo así a esto le voy a aumentar a yodo pero también en estado gaseoso más y 2 ok en estado gaseoso si te das cuenta es que es muy fácil decirlo o ya sabes si ponemos a ellos van a reaccionar y formar el siguiente producto es decir si tenemos un molde de hidrógeno más un molde yodo bueno pues esto nos va a dar dos moles ok de yoduro de hidrógeno de yoduro de hidrógeno ok entonces déjame puedes decir h y ok hasta ahorita parece ser todo simple y claro y lo hace parecer como si sucediera sin ninguna confusión pero sabemos que en la realidad no es así y también sabemos que no sucede de manera instantánea no es como si tomas algunos hidrógenos y los pones con algunos yodo y mágicamente se convierten en yoduro de hidrógeno existe un proceso que ocurre en el estado gaseoso donde las partículas están rebotando y de alguna manera deben rebotar unas con otras ver los enlaces que las mantenían unidas para formar nuevos enlaces y justo eso es lo que vamos a estudiar ahora y por cierto el estudio de cómo progresan las reacciones y las velocidades de reacción se le conoce como cinética y lo voy a poner aquí sí y acá y bueno tal vez me vayas a decir que esta es una palabra rara pero probablemente te sea familiar porque ya hemos hablado de energía cinética cinética es el estudio de las velocidades de la reacción cuán rápido sucede y cómo suceden pero bueno es hora de regresar al ejemplo entonces vamos a imaginar de alguna forma intuitiva que el hidrógeno y el yodo pueden combinarse así que pensemos cómo se verá el hidrógeno hoy para eso déjame tomar mi tabla periódica déjame subir un poco la pantalla porque justo por aquí tengo a mi tabla periódica déjame subir un poco más la pantalla para que veas y te des cuenta de lo siguiente en este lugar justo por aquí tengo al hidrógeno vamos a tomar este color y fíjate que aquí tengo al hidrógeno y el hidrógeno si te das cuenta tiene un electrón de valencia entonces si una molécula tiene dos átomos de hidrógeno van a compartir los electrones por otra parte el yodo y dejen utilizar el mismo color para que veas el yodo el yodo está justo por aquí el yodo tiene 7 electrones de valencia y eso nos va a ayudar para que sigamos con nuestro ejemplo porque si regresamos justo por aquí entonces vamos a ponerlo si yo me fijo en el hidrógeno pues más o menos se vería algo así este hidrógeno de aquí ok tiene un electrón justo aquí déjame poner este con su electrón de valencia mientras que aquí tenemos h 2 aquí tenemos otro hidrógeno este de aquí el cual tiene por acá su electrón de valencia y entonces se forma un enlace y los comparten se forma un enlace el cual nos ayuda a que este hidrógeno pueda hacer que tiene este electrón y se sienta completo mientras que este hidrógeno puede hacer como que tiene a este electrón y entonces serán felices ambos sienten que han completado su capa 1 s ahora lo mismo sucede con los yo 2 antes que me ponemos aquí tengo un yodo por aquí ok tengo otro yodo por aquí ok y bueno tienen 7 electrones de valencia así que vamos a poner los 12 a ok 3 4 5 6 1 2 3 4 5 ó 6 y aquí está su séptimo electrón de valencia son halógenos y bueno tú ya sabes que los halógenos son del grupo 17 entonces tienen 7 electrones ahora si creamos un enlace entre ellos si creamos un enlace entre ellos bueno pues date cuenta que si este átomo puede suponer que tiene este electrón entonces estará feliz pues ya tendría 8 electrones de valencia y si este átomo puede suponer que le pertenece este otro dentro lo mismo entonces tenemos este enlace aquí ok y por eso el hidrógeno es un gas molecular y atómico y el yodo también ahora bien cuando están en estado gaseoso tienes un montón de estas cosas muy viéndose y chocando entre sí el hidrógeno se vería más o menos así tengo a algo más o menos así porque tengo dos pequeñas moléculas ok estas son mis dos esferas atómicas y están enlazadas juntas porque tienen electrones entre ellas los electrones que están compartiendo y eso es lo que las mantiene enlazadas y el yodo el yodo se puede ver más o menos así es una molécula mucho más grande am se ve más o menos así ok este me gusta como el yodo ok tenemos una molécula más grande y también están compartiendo algunos electrones en su enlace covalente por lo tanto los voy a pintar así y después todo es cuestión de probabilística ahora bien para que estas dos moléculas se conviertan en esto una manera estos enlaces deben de romperse y deben formar nuevos enlaces y lo que tenga que sucederle a estas moléculas y de hecho hay toneladas de estas moléculas así que déjame atraparlas justo con esto y voy a pegar varias de ellas o keitai en atrapar está ok y pegar ok esto está aquí vamos a poner otra por acá y es más déjame bajar un poco la pantalla bajemos un poco la pantalla para que sigamos este procedimiento y ahora me voy a tomar una de yodo y otra más de yodo la voy a atrapar algo más o menos así ok la voy a copiar y la voy a pegar de lujo ahora están un montón de estas moléculas tenemos un puñado de moléculas de hidrógeno y algunas de estas moléculas de yodo a su alrededor bien ahora lo que sucede para que tengamos los yo duros de hidrógeno es que estas moléculas de alguna forma tienen que colisionar es decir esta molécula se va a acercar a esta y de una cierta manera va a tener que colisionar manera exacta y esto me agrada cómo está quedando digamos que esta molécula se está moviendo algo así ok y entonces solamente estoy arrastrando y soltando se está moviendo y ahora choca con la molécula de hidrógeno ahora sí justo choca con la suficiente energía de repente digamos que está en este punto y es hora de dibujar entonces los electrones dirán hey sabes estamos bien siendo compartidos de esta forma estamos en una configuración estable mira estamos llenando esta primera capa pero observa éste yodo está tan cerca y me atrae tanto ellos son mucho más electro negativos y me atraen más que el hidrógeno y entonces ellos se verán atraídos justo aquí no saben si están más atraídos a quedarse justo aquí entre los hidrógenos o aquí entre éstos yo dos por eso entran en un estado de alta energía y lo mismo para estos chicos dicen ay no sería mejor a no tenemos que estar aquí aquí este es mi átomo pero si bien en estos dos entonces dejó molécula y como tenemos que ser 8 electrones de valencia entonces estos dos me atraen y lo mismo sucede aquí y esta situación que les cuento justo aquí es la situación cuando ocurre la colisión justo cuando ocurre la colisión es el estado de alta energía o el estado de transición de la reacción y este estado es llamado complejo activado y déjame ponerlo con este color este estado de aquí se le conoce como complejo complejo ok activa activa complejo activado y ya sabes trate de hacerlo visualmente pero también podrías pensar lo justo así el hidrógeno el hidrógeno tiene un enlace covalente y aquí tenemos al hidrógeno ok aquí está su enlace covalente ok y por otra parte tenemos al yodo y el yodo también tiene su enlace covalente el yodo o que está por aquí y también tiene su enlace covalente ahora como estas moléculas están muy cerca de repente estos chicos también forman otro enlace forman otro enlace por aquí ok y este también forma otro enlace por aquí ok y ojo se empieza a formar este otro enlace porque empieza a haber una pequeña atracción de este lado y de este lado también entonces esta es otra manera de dibujar el complejo activado pero este es un estado de alta energía porque para el electrón la forma de verlo es yendo de este enlace este enlace de este enlace a este enlace y para eso necesitan entrar en un estado de alta energía el cual es menos estable que el estado anterior y bueno lo logran si hay suficiente energía disponible puedes llegar aquí de estos átomos separados a este estado y es más permíteme dibujarlos separados primero teníamos el hidrógeno por aquí ok 1 2 3 4 que aquí tengo el hidrógeno más y bueno también tenemos el yodo ok con su enlace covalente ok y para llegar de este estado de este estado a este estado entonces estamos pasando a un estado de alta energía y bueno se puede alcanzar este estado de alta energía si hay suficiente energía para la colección y tienen suficiente energía cinética donde chocan con la correcta orientación entonces desde este complejo activado o este estado de alta energía pasan a un estado de menor energía qué el yoduro de hidrógeno este estado de menor energía es el yoduro de hidrógeno y lo voy a poner justo así y tengo aquí mis dos yo dos y ahora voy a poner acá a mis dos hidrógenos ok y ahora voy a hacer el enlace entre ellos y de hecho este estado es de menor energía que este estado este estado tiene menor energía que este otro estado pero para pasar a este estado al yoduro de hidrógeno lo que necesitamos es pasar por un estado de alta energía y todo esto lo puedo representar con un gráfico de energía así que déjenme bajar un poco más esta pantalla para trabajar un gráfico por aquí y este gráfico lo voy a hacer más o menos así voy a decir que en el eje x tengo un justo por aquí en mi eje x voy a tener el progreso de la reacción ok vamos a ponerlo aquí tengo el progreso pero ingreso de la reacción y bueno por ahora no sabemos cuál del 2 mente progresa pero puedas verlo como tiempo dentro de una cierta dimensión y bueno digamos que el otro eje este eje de aquí ok este va a ser energía potencial este de aquí me va a representar la energía potencial energía potencial de lujo y bueno inicialmente estamos en este estado de aquí en este estado de aquí el cual bueno nosotros sabemos que es h 2 + y 2 h 2 + y ok 2 este es mi estado inicial y un estado de menor energía lo encontraremos justo aquí este es mi estado con menor energía y es cuando se produce el yoduro de hidrógeno este es el estado de menor energía es decir el estado final y es dos veces h y de lujo pero para llegar aquí tenemos que llegar hasta esta energía de activación y bueno los electrones deben de tener algo de energía para que por lo menos puedan encontrar qué hacer con sus vidas ahora bien entonces deben de aportar energía al sistema no siempre debes de agregarla pero si esto no sucede espontáneamente tú deberás aportar energía al sistema ok para lograr este estado activado de acuerdo justo así y entonces estamos justo aquí en este estado de activación ok ahora la diferencia entre la energía que teníamos cuando sólo teníamos moléculas de hidrógeno y de yodo y la energía que tenemos que alcanzar para lograr este estado de activación am y déjame ponerlo con este color la distancia que hay de aquí acá y esta distancia se le conoce como la energía de activación esta es la energía ok de activación a activación ok la energía de activación que por cierto a veces se escribe como energía de activación y más adelante tal vez trabajemos reacciones en las que podamos medir la energía de activación pero lo importante es entender conceptualmente lo que sucede si podemos de alguna manera aportar suficiente energía al sistema entonces la reacción sucederán las moléculas van a condicionar con suficiente energía y los enlaces se romperán y se reformarán y bueno también lo importante es que veas que esto no sucede de una manera espontánea desde aquí y hasta acá y bueno no voy a profundizar en catálisis ahora pero probablemente hayas escuchado la palabra catálisis o que algo es catalizado y hay algunos otros agentes otros factores que afectan a esta reacción y es más déjame bajar un poco la pantalla para explicarte un poco a qué me refiero por ejemplo si nosotros empezamos con am h 2 h 2 + y 2 ok y después obtenemos dos veces yoduro de hidrógeno ok ya lo tengo justo aquí bueno pues puedes tener catálisis y si tienes catálisis le agregamos una sed y aquí está se se conserva y bueno no sé cuál sería un buen catalizador para esta reacción y como un catalizador puede operar pero puedo hacerlo en muchas formas distintas por eso no quiero incluirlo en este vídeo pero un catalizador es algo que no cambia no es consumido en la reacción aquí está el catalizador lo tenemos justo antes de la reacción y date cuenta que el catalizador sigue estando después de la reacción pero lo que hace es lograr que la reacción suceda más rápido o bajando la cantidad de energía necesaria para que ocurra la reacción que al final es casi lo mismo así que si entonces yo subo un poco la pantalla y nos fijamos ahora en esto que teníamos anteriormente si tienes un catalizador en todo y la energía de activación esta energía de activación será menor lo que hace es permitir la existencia de otros estados de transición que requieren menos energía potencial entonces la reacción requiere menos calor o menos concentración de moléculas chocando unas con otras en la dirección correcta para pasar de este estado a este otro estado con la catálisis entonces se requiere menor energía dada la forma en que entendemos como sucede la cinética química de estas moléculas interactuando unas con otras ahora te pregunto cuáles piensas que serán las cosas de las que depende que la reacción suceda o no y bueno para hablar de ellas déjenme bajar un poco la pantalla cuáles son las cosas ok de las que depende que la reacción suceda o no bueno pues la primera es que ya sabemos que la catálisis positiva y déjame ponerlo así la capta this is ok y lleva acento en esta positiva positiva nos ayuda a que se reduzca la energía de activación y también existe algo llamado catálisis negativa que retarda la reacción pero si tenemos catálisis positiva obviamente reducirá la energía de activación y hará que la reacción ante jaime poner así la reacción sea más rápido reacción reacción una rápida rápida ok más molécula chocarán con otras en condiciones de superar esta cima esta cima que teníamos acá arriba ok porque la cima será menor cuando tienes un catalizador bien que otro podrá afectar a lo que nosotros queremos bueno pues si aumenta la concentración cierto concentración con tracción ok si aumentas la concentración bueno pues va a haber más moléculas aquí las cuales van de chocando a las unas con las otras aquí tenemos un montón de moléculas y entonces tienes más moléculas para chocar entre sí no es así es sólo probable todo aquí todo en esto es probabilístico cuando la gente escribe las ecuaciones químicas justo estás aquí bueno todo parece simple ya no y claro y la reacción ocurre pero no en el mundo real solo tienes cosas rebotando las unas con las otras y cuando veamos vídeos de biología será una charla fascinante porque cada proceso biológico es en realidad un proceso químico y es justamente el producto de estas cosas rebotando las unas con las otras y puedes imaginar que cuanto mayor sea tu concentración ok entre más concentración tengas bueno tenemos más concentración de lo que queremos que choquen entre sí am aquí tengo la otra molécula y entonces es más probable que vayamos a tener los choques perfectos y la cantidad de energía cinética adecuada para que suceda la reacción y es más esto me da pie hacer otra nota aquí dejamos subir un poco la pantalla porque si nosotros nos fijamos aquí y decimos esta reacción podría decir ok tenemos algo de veamos tengo este nivel de energía como puede llegar hasta aquí como será posible que pase la reacción bien recuerda en un gas la energía cinética de todas las moléculas no es uniforme algunas moléculas tendrán mucha energía cinética otras tendrán poca y bueno la temperatura nos indica justamente el promedio entonces siempre es probable que las dos moléculas con alta energía cinética choquen entre sí perfectamente sobrepasando este nivel porque tienen suficiente energía cinética para llegar al estado de activación y pueden pasar a esta energía de activación y después pasa al estado de menor energía que es el yoduro de hidrógeno esto sucede a cualquier temperatura pero obviamente se aumenta esa temperatura y dejará bajar hasta la pantalla porque esa es otra si aumentamos la temperatura entonces am y déjenme ponerlo con este color si aumentamos la temperatura en p tura aumenta okay pues entonces la reacción va a aumentar la presión va a aumentar y de igual manera aquí a la reacción va a aumentar reacción va a aumentar ok de lujo la temperatura es probablemente el agente con mayor capacidad para acelerar la reacción de todas estas cosas a mayor temperatura mayor reacción y si quieres pensar en moléculas si tú tienes moléculas en las que sus enlaces originales son débiles es mucho más probable que interactúen dejamos subir a través un poco la pantalla fíjate bien existen otras cosas sobre las cuales hablar la forma de la molécula puedan disponibles están ciertos átomos para interactuar con otros eso se vuelve más importante cuando empezamos con biología pero bueno por último por último tenemos a mí déjame bajar un poco más la pantalla por último y probablemente ya te diste cuenta es el área de contacto y lo voy a poner así área se aumenta el área entonces también la reacción aumenta la reacción aumenta ok y me vas a decir es que estamos hablando de la interacción gas con gas lo cual por definición tiene mucha área de contacto pero si la superficie de contacto aumenta entonces la reacción también aumenta la velocidad de reacción y qué piensas de esto bien piensa en la siguiente reacción si nosotros tenemos a lo duro de sodio y eso ya lo hemos hecho muchas veces si nosotros tenemos lo duro de sodio y lo voy a poner a sólido ok ya esto le sumó agua líquida ok h2o en forma líquida bueno pues esto me da este resultado bueno pues podemos pensar en ello en diferentes formas pero nosotros imaginaremos iones de sodio ok lo voy a poner así iones de sodio acuoso ok a uniones de cloruro ok cloruro neones de cloruro también en estado acuoso ok este es un camión y una unión acuoso es decir están disueltos y como ocurre esto bueno si tienes un gran cubo de hielo déjame bajar un poco más la pantalla para explicarte o no no perdón no es hielo es sal si nosotros hacemos aquí un cubo este va a ser mi cubo de sal ok tenemos un cubo de sal y le ponemos agua ok tenemos un buen de agua bueno pues date cuenta que el área de contacto va a ser esta parte de aquí esta parte de aquí va a representar mi área de contacto hay muchos átomos de sodio y cloruro aquí adentro y bueno lentamente se va a disolver la sal y lentamente se podrá establecer enlaces polares estos por cierto son enlaces por lo tipo lo con los diferentes iones de sodio o cloruro pero si te pides esos mismos cubos y vamos a moler los si dividimos esos mismos cubos en cubos o en pedazos más pequeños voy a tener aquí a mis pedazos de sal ok y a éstos los disuelvo también en agua ok vamos a poner el agua justo por aquí ok entonces date cuenta que la superficie de contacto sobre las que las moléculas de agua puede interactuar está aumentando realmente puede interactuar con más cloruro de sodio la reacción entonces ocurrirá más rápido entonces si aumentas el área de contacto va a aumentar la velocidad de la reacción si tratas de hacerlo por ejemplo con dos fluidos lo que puedes hacer es dispensar un fluido dentro del otro produciendo pequeñas gotas incrementando el área de contacto de todas maneras esto es una introducción a la cinética y es más déjenme subir un poco más de pantalla porque todo esto espero que te dé una idea de que estas reacciones y no quiero que piense sobre la química de esta forma como puras ecuaciones no pienses solo son fórmulas que debo de recordar si no que pienses que son golpes y moretones entre átomos que suceden probabilísticamente y de manera desordenada y debemos pensar sobre qué agentes harán más probables los choques perfectos para que las reacciones ocurran
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