1 00:00:16,179 --> 00:00:22,460 Hola a todos, soy Raúl Corraliza, profesor de química de segundo de bachillerato en el IES 2 00:00:22,460 --> 00:00:27,519 arquitecto Pedro Gumiel de Alcalá de Henares y os doy la bienvenida a esta serie de videoclases 3 00:00:27,519 --> 00:00:37,979 de la unidad 5 dedicada al estudio del equilibrio químico. En la videoclase de hoy introduciremos 4 00:00:37,979 --> 00:00:51,240 el equilibrio químico. En esta unidad didáctica vamos a estudiar los procesos de equilibrio 5 00:00:51,240 --> 00:00:56,579 químico, que son los que ocurren en ciertas condiciones en reacciones reversibles, que 6 00:00:56,579 --> 00:01:02,079 son aquellas en las cuales simultáneamente se está produciendo la reacción directa en la cual 7 00:01:02,079 --> 00:01:07,579 los reactivos se convierten en productos y lo que denominaremos reacción inversa en la cual los 8 00:01:07,579 --> 00:01:13,079 productos se convierten en reactivos. Un ejemplo de reacción reversible es esta que tenemos aquí 9 00:01:13,079 --> 00:01:20,939 abajo en la cual el tetróxido de dinitrógeno se descompone para formar dióxido de nitrógeno. A 10 00:01:20,939 --> 00:01:25,340 esto es a lo que denominaremos reacción directa porque está representado el proceso de izquierda 11 00:01:25,340 --> 00:01:32,540 derecha y simultáneamente lo que tenemos es la reacción de dimerización del dióxido de nitrógeno 12 00:01:32,540 --> 00:01:40,000 sintetizando el tetróxido de dinitrógeno. Vamos a denominar indistintamente reactivo aquello que 13 00:01:40,000 --> 00:01:44,159 tengamos representado a la izquierda y producto aquello que tengamos representado a la derecha. 14 00:01:44,879 --> 00:01:50,079 Y hemos de tener en cuenta que con esta notación estamos representando simultáneamente dos reacciones 15 00:01:50,079 --> 00:01:56,219 que ocurren a la vez. La reacción directa, el tetróxido de nitrógeno se descompone para formar 16 00:01:56,219 --> 00:02:02,540 dióxido de nitrógeno y simultáneamente la reacción inversa, el dióxido de nitrógeno se dimeriza para 17 00:02:02,540 --> 00:02:10,280 sintetizar el tetróxido de dinitrógeno. En la figura de la izquierda vemos representada una 18 00:02:10,280 --> 00:02:15,379 situación en la cual en una cierta condición inicial, en cierto estado inicial, tenemos una 19 00:02:15,379 --> 00:02:22,120 concentración 0,05 molar del tetróxido de nitrógeno, lo que sería el reactivo en esta reacción, y una 20 00:02:22,120 --> 00:02:28,860 concentración nula del dióxido de nitrógeno, lo que sería el producto. Esto equivale a, dentro del 21 00:02:28,860 --> 00:02:34,780 reactor donde está ocurriendo la reacción química, tener una cierta concentración inicial del reactivo 22 00:02:34,780 --> 00:02:43,159 y absolutamente nada del producto. Si esta reacción fuera unidireccional, si no fuera reversible y 23 00:02:43,159 --> 00:02:49,180 únicamente estuviera transcurriendo la reacción directa, lo que observaríamos es que la reacción 24 00:02:49,180 --> 00:02:55,259 se produce, la concentración de reactivos disminuye a lo largo del tiempo, al tiempo que la concentración 25 00:02:55,259 --> 00:03:00,960 de productos que se van formando aumenta a lo largo del tiempo, llegará un momento en que el reactivo 26 00:03:00,960 --> 00:03:08,020 se agote y la concentración de reactivos sea cero, se anula, y en ese instante de tiempo la concentración 27 00:03:08,020 --> 00:03:14,639 de los productos será la máxima posible y alcanzaremos un estado opuesto en el cual tendremos 28 00:03:14,639 --> 00:03:19,479 una concentración de reactivos nula y una reacción de productos pues la que corresponda en función de 29 00:03:19,479 --> 00:03:23,599 cuáles sean las condiciones de cuáles sean los coeficientes estequiométricos en la reacción 30 00:03:23,599 --> 00:03:30,960 química ajustada. Conforme va avanzando la reacción química sabemos que la velocidad de reacción va 31 00:03:30,960 --> 00:03:37,539 disminuyendo puesto que depende de la concentración de reactivos y si los activos se van agotando la 32 00:03:37,539 --> 00:03:43,219 velocidad de reacción irá disminuyendo. Lo que observamos en realidad no es eso que acabo de 33 00:03:43,219 --> 00:03:48,960 discutir, puesto que lo que ocurre en realidad no es únicamente la reacción directa. Lo que se 34 00:03:48,960 --> 00:03:54,879 observa experimentalmente al inicio sí es lo que había mencionado. La concentración de reactivos 35 00:03:54,879 --> 00:04:01,500 disminuye, la reacción de productos aumenta y la velocidad de la reacción inversa, que comienza a 36 00:04:01,500 --> 00:04:06,860 un buen ritmo va decreciendo a lo largo del tiempo. Pero llega un momento en que a más 37 00:04:06,860 --> 00:04:13,039 concentraciones se estabilizan, en lo que se denomina equilibrio químico, y esas concentraciones 38 00:04:13,039 --> 00:04:17,259 no son las que he mencionado anteriormente. La concentración de reactivos no decrece 39 00:04:17,259 --> 00:04:22,360 a cero, no se agotan por completo, y la concentración de los productos no crece hasta un cierto 40 00:04:22,360 --> 00:04:27,019 valor máximo. Lo que observamos es que la concentración de reactivos se estabiliza 41 00:04:27,019 --> 00:04:33,980 a un valor que no es cero. ¿Cómo podríamos explicar esto? ¿La reacción química se detiene? 42 00:04:34,560 --> 00:04:39,639 Bueno, pues no. Lo que está ocurriendo es que, simultáneamente a la reacción directa, 43 00:04:39,740 --> 00:04:44,920 en la cual el tetróxido de nitrógeno se descompone para formar dióxido de nitrógeno, 44 00:04:45,220 --> 00:04:49,779 en el momento en el que comienza a aparecer dióxido de nitrógeno, la reacción que le 45 00:04:49,779 --> 00:04:53,819 denominaremos inversa, puesto que transcurre de derecha a izquierda, tal y como la tenemos 46 00:04:53,819 --> 00:05:02,660 representada, comienza a producirse. Conforme aumenta la concentración del dióxido de nitrógeno, 47 00:05:02,860 --> 00:05:10,480 la velocidad de la reacción en la que éste actúa como reactivo, la reacción inversa comienza a 48 00:05:10,480 --> 00:05:16,060 acelerarse, puesto que al aumentar la concentración la velocidad de la reacción aumenta. Así que 49 00:05:16,060 --> 00:05:21,959 tenemos simultáneamente la descomposición del tetróxido de nitrógeno para formar dióxido de 50 00:05:21,959 --> 00:05:27,480 nitrógeno y esta reacción tiene una velocidad que va decreciendo con el tiempo, simultáneamente 51 00:05:27,480 --> 00:05:33,120 tenemos la reacción de dimerización del dióxido de nitrógeno que conforme va aumentando su 52 00:05:33,120 --> 00:05:38,620 concentración se va acelerando en el tiempo. Conforme la reacción que denominamos directa 53 00:05:38,620 --> 00:05:43,899 se va ralentizando y la reacción que denominamos inversa se va acelerando, llegará un momento en 54 00:05:43,899 --> 00:05:50,279 que a más velocidades sean iguales. En ese momento se alcanza este estado de equilibrio que es un 55 00:05:50,279 --> 00:05:57,759 equilibrio dinámico. Lo que ocurre no es que la reacción se detenga. Lo que ocurre es que la tasa 56 00:05:57,759 --> 00:06:04,000 de variación de la concentración de reactivos y productos se convierte en equivalente. Lo que 57 00:06:04,000 --> 00:06:10,699 ocurre es que la cantidad de moléculas de tetróxido de nitrógeno, que en un cierto intervalo de tiempo 58 00:06:10,699 --> 00:06:17,259 se descomponen para formar dióxido de nitrógeno, equivale a la cantidad de moléculas de tetróxido 59 00:06:17,259 --> 00:06:22,079 de nitrógeno que aparecen porque el dióxido de nitrógeno se va dimerizando. Lo mismo 60 00:06:22,079 --> 00:06:28,620 para el caso del dióxido de nitrógeno. Así pues, lo que ocurre en este tipo de situaciones 61 00:06:28,620 --> 00:06:34,240 es que se alcanza un equilibrio dinámico. Insisto en que las reacciones químicas, la 62 00:06:34,240 --> 00:06:40,420 directa y la inversa, no se detienen. La reacción directa, en este caso, en esta situación 63 00:06:40,420 --> 00:06:46,439 que estoy comentando, se ralentiza al tiempo que la reacción inversa se acelera y llega 64 00:06:46,439 --> 00:06:52,720 un momento en que ambas dos reacciones transcurran a la misma velocidad. A la derecha tenemos 65 00:06:52,720 --> 00:06:59,220 representada una situación equivalente, pero en este caso lo que tenemos de partida es una 66 00:06:59,220 --> 00:07:05,480 concentración nula del tetróxido de dinitrógeno y una concentración 0,1 molar del dióxido de 67 00:07:05,480 --> 00:07:10,860 nitrógeno. Es una situación equivalente a la que teníamos anteriormente, pero ahora lo que tenemos 68 00:07:10,860 --> 00:07:19,420 es una cantidad nula del reactivo y una concentración no nula, 0,1 molar del producto. Lo que se observa 69 00:07:19,420 --> 00:07:23,800 experimentalmente es una situación similar y que se puede explicar de la misma manera que antes. 70 00:07:24,899 --> 00:07:29,959 Puesto que tenemos una cierta concentración del dióxido de nitrógeno, espontáneamente estas 71 00:07:29,959 --> 00:07:35,920 moléculas tienden a chocar entre sí para dimerizarse y formar el tetróxido de nitrógeno. De tal manera 72 00:07:35,920 --> 00:07:40,660 que la concentración del dióxido de nitrógeno va decreciendo en el tiempo al tiempo que la 73 00:07:40,660 --> 00:07:45,360 concentración del tetróxido de nitrógeno va aumentando en el tiempo. La reacción en este 74 00:07:45,360 --> 00:07:51,480 caso inversa es la que se está produciendo y conforme se va gastando el dióxido de nitrógeno 75 00:07:51,480 --> 00:07:55,959 y la concentración de esta especie va disminuyendo, la velocidad de esta reacción, de la reacción 76 00:07:55,959 --> 00:08:01,259 inversa, va disminuyendo. Esta reacción se va ralentizando conforme transcurre el tiempo. 77 00:08:02,019 --> 00:08:05,600 Conforme comienza a aparecer una cierta concentración de tetróxido de nitrógeno, 78 00:08:05,660 --> 00:08:12,519 comienzan a aparecer estas moléculas, a su vez la reacción directa se activa y comienza a acelerarse, 79 00:08:12,660 --> 00:08:15,920 conforme va aumentando la concentración del tetróxido de nitrógeno. 80 00:08:16,560 --> 00:08:21,000 Tenemos una situación similar a la que teníamos anteriormente, cambiando reactivos por productos. 81 00:08:21,759 --> 00:08:27,139 Ahora lo que tenemos es justamente al revés, que la velocidad de la reacción inversa va disminuyendo 82 00:08:27,139 --> 00:08:30,180 al tiempo que la velocidad de la reacción directa va aumentando. 83 00:08:30,180 --> 00:08:35,740 conforme disminuye la concentración de los productos y aumenta la concentración de los 84 00:08:35,740 --> 00:08:40,440 reactivos. ¿Qué es lo que ocurrirá? Que llegará un momento en que ambas reacciones tendrán la misma 85 00:08:40,440 --> 00:08:48,100 velocidad y alcanzaremos nuevamente un estado de equilibrio, insisto en que dinámico. No se detienen 86 00:08:48,100 --> 00:08:54,200 ambas reacciones, lo que ocurre es que la cantidad de reactivos que desaparecen en un determinado 87 00:08:54,200 --> 00:08:58,960 instante de tiempo equivale a la cantidad de reactivos que aparece porque la reacción inversa 88 00:08:58,960 --> 00:09:05,539 se está produciendo e igualmente con el caso de los productos. En este caso concreto con una 89 00:09:05,539 --> 00:09:12,120 concentración inicial 0,05 molar de tetróxido de nitrógeno y 0 de dióxido de nitrógeno o bien 90 00:09:12,120 --> 00:09:19,519 con una concentración inicial de 0,1 molar del dióxido de nitrógeno y 0 de tetróxido de nitrógeno 91 00:09:19,519 --> 00:09:27,759 se alcanza un mismo estado de equilibrio. A lo largo de esta unidad didáctica vamos a ver cómo 92 00:09:27,759 --> 00:09:32,960 caracterizar el equilibrio, cómo a partir de unas ciertas condiciones iniciales, de 93 00:09:32,960 --> 00:09:36,659 unas ciertas condiciones iniciales podemos ver cuáles van a ser las 94 00:09:36,659 --> 00:09:39,779 condiciones que se van a alcanzar en el equilibrio, las concentraciones de 95 00:09:39,779 --> 00:09:44,759 reactivos y productos y también vamos a ver cómo este equilibrio, este estado de 96 00:09:44,759 --> 00:09:49,720 equilibrio depende de las condiciones físicas en las cuales esté transcurriendo 97 00:09:49,720 --> 00:09:54,320 la reacción química, tanto la directa como la inversa. Y estudiaremos cómo es 98 00:09:54,320 --> 00:09:58,820 posible alterar este equilibrio, ya veremos modificando volumen, presión, temperatura, 99 00:09:59,399 --> 00:10:05,720 concentraciones, etcétera, podremos predecir en qué sentido se va a transformar, cuál va a ser el 100 00:10:05,720 --> 00:10:14,799 nuevo equilibrio que vamos a alcanzar. En el aula virtual de la asignatura tenéis disponibles otros 101 00:10:14,799 --> 00:10:20,659 recursos, ejercicios y cuestionarios. Asimismo, tenéis más información en las fuentes bibliográficas 102 00:10:20,659 --> 00:10:26,299 y en la web. No dudéis en traer vuestras dudas e inquietudes a clase o al foro de dudas de la 103 00:10:26,299 --> 00:10:29,639 unidad en el aula virtual. Un saludo y hasta pronto.