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Respuesta libre 2c del AP de Química 2015.

Transcripción del video

como no se observa que la reacción de deshidratación ocurra a 298 kelvin el estudiante afirma que la reacción tiene una constante de equilibrio menor a 1.00 a 298 que él y los datos termodinámicos de la reacción sustentan la afirmación del estudiante justifica tu respuesta incluyendo el cálculo del cambio de energía libre de chips a 298 kelvin para la reacción ok primero veamos cuál es la afirmación del estudiante como no se observa que ocurra la reacción a 298 kelvin el estudiante afirma que la reacción tiene una constante de equilibrio menor a 1.00 a 298 que él y eso es lo que a fin de no si estas ideas de la constante de equilibrio o de la energía libre de jeeps son completamente extrañas para ustedes los invito a que vean los videos en can academy que hablan sobre la energía libre de jeeps y las constantes de equilibrio pero si esto ya lo conocen tal vez me digan bueno pero no conozco todas las fórmulas para que conecten la información que nos dan en el problema que me sirvan para calcular del traje y después pasar de delta gea las constantes de equilibrio y saber si la constante de equilibrio es mayor o menor a 1 hoy incluso igual a 1 pero no se preocupen en la primera página de la sección de respuestas libres nos han dado todas las fórmulas que necesitamos así que sólo tenemos que entender cuáles podemos aplicar y qué es lo que podemos hacer con esas ecuaciones entonces primero pensemos en cómo podemos calcular del traje con la información que nos han dado si buscamos en la primera página una de las fórmulas que nos dieron tal vez recuerden cómo saber si una reacción es espontánea o no y cómo calcular delta g usando la temperatura el cambio de entropía y el cambio de entrar pia bueno aquí tenemos esta fórmula que literalmente copie y pegue de lo que nos dan en el examen entonces aquí tenemos el cambio de entrar pía para la reacción la temperatura que es de 298 kelvin este es el cambio de entropía de la reacción este es el cambio de entropía estándar y este es el cambio de en tal día están entonces usando esto podemos conocer el valor de delta g y después podemos decir ok es consistente es mayor a 0 las reacciones no espontánea como se ha observado y bueno después de calcular eso cómo podríamos pasar de delta g a la constante de equilibre bueno también nos dicen que delta g es igual a esto y eso conecta del traje con la constante de equilibre y ya sabemos algunas cosas sobre reíte de hecho conocemos exactamente sus valores en caso de que las necesitemos entonces empecemos aplicando estas ecuaciones primero escribiré la información que tenemos cuál es el cambio de en tal pía estándar y también cuál es el cambio de entropía estándar también necesitamos la temperatura que ya sabemos que es igual a 298 kelvin y más tarde nos preocupamos por errores y es que la necesitamos ok entonces aquí arriba cuando nos dieron la reacción nos dieron el cambio de en terapia estándar y el cambio de entropía estándar a 298 kelly lo cual está perfecto entonces el cambio de en tal pía estándar es de 45.5 kilo george formol y el cambio de entropía estándar es de 126 jules porque elvin moll y miren esto es muy interesante porque esto no los dan en kilo jules pero esto no los dan en george así que primero debemos asegurarnos de que nuestras unidades sean consistentes pasamos todo a jules entonces tener los que este valor es igual a 45 mil 500 lulz por cada moll vamos a escribirlo abajo acuérdense estés 45 45 mil 500 y éste es 126 jules por kelvin mol entonces vamos a ver esto es igual a 45 mil 500 jules por moll y esto es igual a 126 jules por kelvin mol ok así ya podemos calcular el valor de delta g entonces delta g estándar es igual a el cambio de entrar pía estándar que es igual a 45 mil 500 jules formol - nuestra temperatura que es de 298 kelvin por el cambio de entropía estándar que es de 126 jules por kelvin mol entonces como kelvin y kelvin se cancelan las unidades que nos quedan aquí serán jules por moore y aquí las unidades también son georges formol así que simplemente podemos calcular la diferencia usémosla calculador vamos a ver primero multipliquemos está tenemos 298% 26 eso nos da ese valor íbamos a arrestarlo a 45 mil 500 entonces simplemente lo haré negativo y le sumamos 45.500 y eso es igual a 7 mil 952 y si queremos mantenernos consistentes con las cifras significativas que estamos usando si queremos tres cifras significativas aquí podemos escribir que es igual a 7.900 bueno aproximadamente igual a 7.950 entonces nuestra delta g estándar es aproximadamente igual a 7 mil 250 jules formol y miren el hecho de que esto sea mayor a cero nos está diciendo que esto no será espontáneo a esta temperatura lo cual está coincidiendo con las observaciones y esta es una muy buena forma de comprobar entonces del traje es mayor a 0 es consistente es consistente con la reacción al no sé al no ser espontánea y espontánea al no ser espontánea a 298 que el vi en los vídeos en can academy sobre la energía libre de jeeps vemos con más detalle todo esto pero una forma de verlo es que ésta es la energía el cambio de energía disponible para realizar un trabajo entonces si tenemos más energía si la energía libre de jeeps aumenta durante el transcurso de la reacción eso significa que los productos tienen más energía para realizar un trabajo y eso significa que tenemos que usar ese trabajo para que la reacción pueda continuar ahora sí delta g fuera negativa eso significaría que los productos tienen menos energía que los reactivos para realizar un trabajo lo que significa que se puede liberar esa energía se puede realizar un trabajo y la reacción es espontánea entonces como en este caso es mayor a 0 es una reacción no espontánea pero eso no responde la pregunta que nos han hecho nosotros queremos comprobar la afirmación de que la reacción tiene una constante de equilibrio menor a 1 a 298 kelvin y para eso afortunadamente también nos dieron la fórmula que vincule a nuestra delta g con la constante de equilibrio y miren ya conocemos todo esto conocemos rr y conocemos t aunque tal vez no tengamos que usarlos porque no nos están pidiendo que calculemos la constante de equilibrio sólo nos están pidiendo que comprobemos si es menor a 1 entonces si tomamos los 7.950 jules formol esto es igual a menos rt rt por el logaritmo natural de la constante de equilibrio y ahora vamos a despejar la constante de equilibre si dividimos ambos lados entre - r t - rt nos queda que el logaritmo natural de la constante de equilibrio es igual a 7.950 dzul formol entre menos rt o también lo podríamos decir como e para quitar el logaritmo natural e elevado a la menos 7 mil 950 jules formol entre rt es igual acá y podríamos calcular esto porque sabemos que erre podemos usar si estamos trabajando con jules y moles así que podemos usar el primer valor para la constante de los gases ideales 8.300.000 en realidad no necesitamos hacer el cálculo porque sólo tenemos que comprobar si acá es menor aún y miren qué pasa si elevamos e a un exponente negativo porque éste es un exponente negativo mire esto es positivo positivo sabemos que son 298 kelvin y positivo así que el exponente será negativo todo esto es negativo todo esto es negativo por lo tanto podemos decir que acá es igual a e elevado a un número negativo número negativo y eso es menor a 1 porque recuerden que si el exponente 0 al acero es igual a 1 pero elevado a cualquier número positivo será mayor a 1 y elevado a cualquier número negativo es menor a 1 entonces esto será menor aún y eso comprueba la afirmación del estudiante pero si quieren ir un poco más lejos podemos calcular lo k es igual a e ^ -7 1950 jules formol / r que ya habíamos dicho que podíamos usar el valor de 8.300.000 cancelan y jules por moll entre george formol también se cancela por qué no vamos a calcular esto sólo porque se siente bien y observen que obtendremos un resultado que será a dimensionar lo cual está bien porque la constante de equilibrio esa dimensión a entonces vamos a ver esto es divertido primero multipliquemos esto tenemos 8.389.769 es aproximadamente igual a 0.0 quiera yo soy olvido así 0.0 404 entonces 0.0 404 y la regla para las cifras significativas puede ser un poco confusa cuando trabajamos con exponentes como éste pero bueno en realidad no nos pidieron calcular el valor exacto espero que al menos esto les sirva para confirmar que la constante de equilibrio sin lugar a dudas es menor a 1