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Contenido principal
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Transcripción del video

hasta hoy todas las reacciones que hemos visto han sido de la forma a minúscula ok a minúscula moles de la molécula a mayúscula ok + b minúscula moles de la molécula de mayúscula ok estas dos moléculas van a reaccionar y formar a los siguientes productos y no ser digamos que tenemos dos productos podríamos haber tenido tantos productos como quisiéramos pero para hacer las cosas más fáciles vamos a decir que tenemos dos productos el producto se moles de la molécula se ok más de moles de minúscula de la molécula de d mayúscula ok y la idea aquí es que fueron en una dirección van de aquí para acá si hacemos un pequeño diagrama de energía como lo hicimos en el vídeo pasado esto se vería más o menos así yo puedo tener aquí mi diagraman ok y justo aquí vamos a medir la reacción o como la reacción progresa ok como la reacción progresa y fue justo lo que vimos en el vídeo de cinética podrías imaginar que aquí tienes un estado de energía mayor justo este de aquí que de hecho aquí tendrías a moles de la molécula a ok más bemoles de la molécula ve ok aquí tienes estas dos moléculas y si a esto le agregamos una cierta energía de activación bueno pues se va a ver así hasta llegar a un nivel de energía menor que es justo este que tengo aquí donde es más estable y es justo aquí donde tenemos ce moles de la molécula se más de moles de la molécula de y por cierto es importante mencionar que sólo se da si tienes suficiente energía de activación ahora esto sólo va en esta dirección una vez aquí es muy difícil volver para camps es decir que si tiene suficientes moléculas de ibm obtendrás fácilmente moléculas de state y la reacción sólo va en esta dirección pero no es así como sucede siempre en la realidad en realidad bueno algunas veces sucede pero también puede decir en la otra dirección es decir en muchos casos la reacción puede ir en ambas direcciones así que podríamos escribir en lugar de esta reacción que va en una sola dirección podríamos escribir una reacción de dos direcciones como esta que voy a poner justo aquí y recuerda que solo para no confundir demasiado estos de aquí son los números de moles o las proporciones de las moléculas que tenemos y es que esto va a ser muy relevante en unos segundos porque entonces si nosotros pensamos en la siguiente reacción tengo a moles de la molécula a más de moldes de la molécula ok y esto nos va a dar c moles de la molécula c + d moles de la molécula de pero decimos que va en ambas direcciones es decir vamos dando en esta dirección como en la dirección contraria y para hacer esto nosotros podemos decir que esto nos va a llevar a una reacción en equilibrio si hacemos estas flechas en ambas direcciones eso significa que algunas de éstas para formar estas otras pero al mismo tiempo algunas de estas otras van a formar un poco de estas moléculas y en algún punto voy a alcanzar el equilibrio cuando la velocidad de reacción de las moléculas es igual a la velocidad de reacción de las otras moléculas las que van en la otra dirección en la dirección contraria entonces voy a decir que estoy alcanzando un equilibrio equilibrio que lee frío ok justo eso es lo que significa que tengamos una reacción en equilibrio ahora seguramente te estás preguntando por qué sucedería esto en lugar de esto y puedo pensar en una situación si dibujamos ahora un nuevo diagrama de energía déjenme cambiar a este color y vamos a hacer aquí nuestro nuevo diagrama de energía podría ocurrir más o menos lo siguiente aquí tengo a mi diagrama déjenme dibujar que estos dos son mis ejes y bueno pues de ocurrir entonces que ambos estados tienen energías similares o no tan diferentes ojo podrían existir otras razones pero esta es la primera que se me viene a la mente nosotros podemos tener aquí el estado de energía ok de a más ven y entonces después necesitamos algo de energía de activación voy a poner aquí algo de energía de activación y tal vez la energía con la que acabemos es decir se más de sea una energía a más o menos por aquí un poco menor que la potencial pero no mucho menos aquí tenemos ok es esta parte de aquí y aquí tenemos se más de ok y justo como tenemos casi los mismos estados de energía entonces es igual de probable o tal vez haya más moléculas que vayan en esta dirección pero existen algunas moléculas que van a ir alguna reacción que va a ir en esta otra dirección la mayor parte pueda ir en esta dirección pero algunos de ellos pueden ir en esta otra dirección si algunas de estas moléculas tienen la cantidad correcta de energía cinética ok de estas moléculas entonces podrían ir en la dirección contraria ya que van a superar esta energía de activación e ir hacia atrás y ojo el estudio de esto se llama equilibrio estás viendo las concentraciones de diferentes moléculas y bueno si nosotros lo queríamos comparar con la cinética la cinética nos decía qué tan rápido va a pasar justo esto es decir qué puedo hacer para cambiar la energía de activación esta joroba que tengo aquí esta joroba el equilibrio estudia cuáles serían las concentraciones moléculas que harán que la velocidad en esta dirección sea igual que la velocidad en esta otra dirección y quiero ser muy claro con esto cuando hablo de equilibrio quiero decir que la velocidad que va en esta dirección es decir estamos pensando en la reacción directa tiene la misma velocidad es igual que la velocidad que va en la dirección contraria es decir en la reacción inversa o en la reacción contraria y ojo esto no quiere decir que las concentraciones de las dos son iguales podrías terminar no sé con un 25% de concentración de estas dos soluciones un 25 por ciento de la concentración para las soluciones eventuales de aire y 75% justo aquí todo lo que sabemos es que en algún punto has alcanzado el equilibrio porque el equilibrio simplemente significa que estas concentraciones no van a cambiar nunca más y bueno para esto déjenme darte un ejemplo si nosotros pensamos y se me ocurre hablar del proceso de saber si nosotros nos tomamos hidrógeno ok en forma gaseosa voy a tener al gas nitrógeno ya esto le sumó tres veces a hidrógeno también en forma gaseosa el gas hidrógeno y esto nos da ok y ojo esta es una reacción en equilibrio por lo tanto va hacia ambas direcciones y esto nos da dos moles de amoniaco dos moles de amoniaco ok a esto se le conoce como el proceso de javier y es justo el que vamos a hablar en el siguiente vídeo o espera estoy olvidando que este también es un gas y bueno en este caso podemos decir que si nos fijamos justo en esta reacción que tenemos aquí entonces am y déjame cambiar de color puedo decir que aquí el valor de a de minúscula es la cantidad de moles que vamos a tomar de la molécula de hidrógeno que en este caso es 1 ok a minúsculas 1 mientras que a mayúscula es este elemento el nitrógeno la molécula de nitrógeno ya esto le vamos a agregar y deja ponerlo con otro color se me ocurre decir que p b en este caso toma el valor de 3 ok mientras que en mayúscula estos de minúscula d mayúscula está hablando de la molécula de hidrógeno ok y esto es una ecuación que está en equilibrio con am y aquí tengo c minúscula en este caso se minúscula sería la cantidad de moles que tomamos de amoniaco que es 2 en este caso vale 3 que es la cantidad de moles que tomamos de hidrógeno que es 3 ok se minúscula es 2 mientras que s mayúscula es ni más menos que la molécula de amoniaco y ojo solo quiero que te des cuenta que esto es una manera abstracta de escribir todo este tipo de ecuaciones ahora lo que es interesante en las reacciones de equilibrio es que puedes definir una constante y para eso déjeme bajar un poco la pantalla vamos a definir una constante que se le conoce como la constante de equilibrio y para eso utilizamos otro color nuevo la constante equilibrium y esta constante de equilibrio se define como tomar los productos o el lado derecho en este caso pero bueno por convención vamos a decir que vamos a tomar primero a la dirección directa que va de hamás ven ok y nos va a darse más de y entonces así que te tomas la concentración de cada uno de los productos en este caso ese ítem ok los multiplicas el uno al otro déjame ponerlo así nos vamos a tomar la concentración de ese que por la concentración de de y vamos a ponerlo con este color a esto lo voy a multiplicar por la concentración de de ok y los eleva a la relación molar que te estás tomando en este caso es de minúscula y en este caso es ce minúscula es decir la concentración de se ha elevado a la ce a la c minúscula y la concentración desde grande elevado a la d minúscula y cuando digo concentración ellos usualmente y bueno específicamente cuando nosotros vemos o hablamos de un curso de introducción a la química la concepto en polaridad esto se está midiendo en la edad que en general podemos decir que la polaridad está dada en moles moles por litro por litro y bueno hace un par de vídeos cuando te enseñe lo que era modalidad dije tú sabes moles por litro pero realmente no me gusta mucho esto porque el volumen de tu fluido o tu gas va a depender de la temperatura así que no me gusta muchos a esta palabra modularidad pero en este caso está bien porque está constante equilibrio también es cierta sólo para una temperatura dada sólo para una temperatura dada entonces si nosotros nos fijamos en las concentraciones de estos productos de los exponentes y vamos a terminar de definir esta constante de equilibrio y bueno tal vez con más calma hablaré de todo esto en el próximo vídeo esta constante equilibrio va a ser igual a la concentración de s&m elevado a la se minúscula que es la relación molar por la concentración de de elevado a la d minúscula que su concentración y tomamos los productos ya esto lo voy a dividir ok vamos a ponerlo con este color a esto lo voy a dividir por las concentraciones de los reactivos o de lo que está pasando en el lado izquierdo de esta ecuación así que lo voy a dividir am aquí tengo con este color entre la concentración de a ok elevado a su relación molar ok multiplicado a su vez por la concentración debe ok justo lo voy a poner así por la concentración debe elevado a su vez a la potencia de minúscula y bueno es que lo interesante sobre todo esto y esto es un poco de simplificación porque no aplica para todas las reacciones pero la mayoría de las cosas que vas a encontrar en tu curso de introducción a las clases de química esto es verdad y una vez que establezcas esta constante de equilibrio te va a servir para una cierta temperatura ojo esto es cierto sólo para una cierta temperatura entonces puedes cambiar las concentraciones y con esto vas a poder ser capaz de predecir cuáles van a ser las concentraciones resultantes déjenme darte un ejemplo déjame tomar esta reacción del proceso deja ver y si quisiéramos calcular su constante de equilibrio y para eso déjeme bajar otro poco en la pantalla ok qué tal si calculamos la constante de equilibrio de este proceso deja ver entonces que me quedaría la constante de equilibrio de este proceso deja ver va a ser igual y ahora necesitamos verla para una cierta temperatura así que voy a tomarme la a 25 grados celsius que es aproximadamente la temperatura ambiente así que lo que haría es que nos tomaríamos los productos que en este caso el único producto es el amoniaco por lo tanto me voy a tomar la concentración del amoniaco ok la concentración de nh3 ok esto elevado al número de moles que se producen por cada molde nitrógeno más tres moles de hidrógeno que es 2 es decir esto elevado a la segunda potencia y todo esto lo vamos a dividir entre y ahora me voy a fijar en esta parte de aquí lo voy a dividir entre la concentración de los reactivos que en este caso es nitrógeno ok nitrógeno elevado bueno a la primera potencia porque por cada molde nitrógeno más tres moles de hidrógeno obtenemos dos de amoniaco entonces lo voy a dejar así ya esto lo voy a multiplicar por la concentración de mi otro reactivo que es el hidrógeno ok por la concentración de hidrógeno esto elevado a la tercera potencia que es la cantidad de moles que necesitamos para producir dos moles de amoniaco y bueno solamente recuerda que pongo esto en corchetes porque estoy figurando la concentración la concentración así que tendríamos que averiguar el mol por litro oa veces dicen la polaridad de cada una de estas cosas y esto me dará alguna constante ahora bien si en cambio de esto podemos ser un ejercicio donde podemos resolver y calcular el resto entonces qué te parece si nos movemos un poco voy a mover un poco esta pantalla para hacer el siguiente ejercicio bien pues digamos que tengo en la reacción un modo de la molécula lo voy a poner así a más ya esto le voy a agregar a se me ocurre poner dos moldes de la molécula ve dos goles de la molécula ve esto está en equilibrio esto está en equilibrio con adam y me voy a tomar tres veces la molécula ok se de lujo y vamos a decir que una vez que está en equilibrio vamos y medimos las concentraciones y obtenemos que la concentración a meterme a ponerlo con este color la concentración de esta molécula am es lo mismo que 1 molar 1 molar ok que es exactamente lo mismo que 1 por litro por litro ok y después en este mismo equilibrio nos damos cuenta que la concentración debe esto es lo mismo que 3 molar ok lo cual es lo mismo que tres moles o que moles por litro litro ok y en el caso de si nos damos cuenta que su concentración la concentración de cm es exactamente lo mismo que y se me ocurre para no hacerlo muy grande en una molar 1 molar lo cual es lo mismo que un entre litro ok y si ahora queremos calcular esta constante de equilibrio que vamos a obtener que en mi constante de equilibrio mi constante de equilibrio va a ser exactamente igual a y entonces lo voy a poner con este color va a ser igual a la concentración de ese ok esto elevado a la cantidad de moles que tenemos de la molécula se lo cual es 3 ok esto elevado a la tercera potencia y esto a su vez está dividido entre la concentración de esta molécula am ok vamos a ponerlo así la concentración de esta molécula ha elevado a la cantidad de moles que tenemos de esta molécula que es 1 ok ya esto lo voy a multiplicar por la concentración de b elevado a la segunda potencia elevado a la segunda potencia pero esto lo podemos calcular esto es exactamente lo mismo ok déjame ponerlo así que y bueno la concentración de ese es 1 molar entonces me va a quedar elevado a la tercera potencia esto a su vez dividido entre am ok la concentración de a es 1 molar 1 por am la concentración debe elevado al cuadrado que es 3 elevado al cuadrado ok y esto es exactamente lo mismo que y bueno si leas las cuentas te va a quedar 1 entre a 91 bueno ok un noveno es esta constante de equilibrio y bueno esto nos da un par de cosas con las cuales podemos pensar el hecho de que esto sea menor que 1 aunque significa bueno pues si te das cuenta lo que está diciendo es que tenemos una mayor cantidad y déjame ponerlo con este color voy a tener una mayor cantidad de reactivos ok que lo que tengo de nuestros productos eso quiere decir que una vez que la reacción vaya hacia el equilibrio todavía nos va a quedar mucho más de esto ok que de esto o dicho de otra manera que esta constante equilibrio sea menor que 1 lo que está diciendo es que esta reacción favorece realmente a esta dirección más a esta dirección porque va a quedar siempre más de la cantidad de reactivos que de la cantidad de productos favorece a este lado izquierdo de esta reacción es decir favorece a la dirección hacia atrás bien piensa un poco sobre esto ahora por otra parte si nosotros encontramos que esta constante de equilibrio esta constante de equilibrio es más grande que uno bueno pues eso es lo que está diciendo es que esto que tenemos acá arriba es más grande que esto que tenemos acá abajo o dicho otra manera el numerador es más grande que el denominador lo que implica que tenemos mayor concentración de los productos una vez que estamos en equilibrio que la cantidad de concentración que tenemos de los reactivos lo que quiere decir que esto va a beneficiar a la parte derecha de esta ecuación o dicho de otra manera va a beneficiar a la reacción hacia adelante vamos a terminar con mucho más cosas de la derecha que con las cosas que vamos a tener en el lado izquierdo y bueno otra cosa interesante que podrías averiguar es qué es lo que pasa cuando nosotros de otro modo a esta molécula a si nosotros agregamos otro modo le deja a esta reacción que es lo que va a pasar pero bueno me acabo de dar cuenta que queda muy poco tiempo de este vídeo y por lo tanto yo creo que eso es lo que vamos a ver en el siguiente vídeo por esta parte espero que tengas un buen sentido de que es la constante de equilibrio de qué trata y cómo es medido o cómo se define y en el siguiente vídeo vamos a hablar un poco sobre si existe otra forma en la que podamos hablar de esta constante de equilibrio o dicho de otra manera porque está definida justo así esta constante de equilibrio y bueno otra cosa que quiero que te quedás en este vídeo es que te des cuenta que es lo que está pasando cuando esta constante equilibrio es menor que 1 es decir favorecemos a la reacción hacia atrás y qué es lo que pasa cuando este constante es mayor que 1 es decir favorecemos a la reacción hacia adelante y bueno en el siguiente vídeo quiero tocar con mucho más calma porque está definida así esta constante equilibrio porque tal vez podrías pensar bueno porque no está definida de la siguiente manera nuestra constante de equilibrio podemos decir que estos tres veces ok aunque es justo esto que tenemos aquí dividido entre a la concentración de a más dos veces la concentración debe justo esta idea me parece un poco más intuitiva que esta idea para empezar pero lo que quiero que veamos en el próximo vídeo que esta es la idea correcta esta es la idea correcta mientras que esta otra idea que tenemos aquí no es la adecuada así que tal vez de esto vamos a hablar en el próximo vídeo y ver por qué esto es verdad y no necesariamente esto