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B2Q U05.1 Introducción - Contenido educativo

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Subido el 12 de agosto de 2021 por Raúl C.

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Hola a todos, soy Raúl Corraliza, profesor de química de segundo de bachillerato en el IES 00:00:16
arquitecto Pedro Gumiel de Alcalá de Henares y os doy la bienvenida a esta serie de videoclases 00:00:22
de la unidad 5 dedicada al estudio del equilibrio químico. En la videoclase de hoy introduciremos 00:00:27
el equilibrio químico. En esta unidad didáctica vamos a estudiar los procesos de equilibrio 00:00:37
químico, que son los que ocurren en ciertas condiciones en reacciones reversibles, que 00:00:51
son aquellas en las cuales simultáneamente se está produciendo la reacción directa en la cual 00:00:56
los reactivos se convierten en productos y lo que denominaremos reacción inversa en la cual los 00:01:02
productos se convierten en reactivos. Un ejemplo de reacción reversible es esta que tenemos aquí 00:01:07
abajo en la cual el tetróxido de dinitrógeno se descompone para formar dióxido de nitrógeno. A 00:01:13
esto es a lo que denominaremos reacción directa porque está representado el proceso de izquierda 00:01:20
derecha y simultáneamente lo que tenemos es la reacción de dimerización del dióxido de nitrógeno 00:01:25
sintetizando el tetróxido de dinitrógeno. Vamos a denominar indistintamente reactivo aquello que 00:01:32
tengamos representado a la izquierda y producto aquello que tengamos representado a la derecha. 00:01:40
Y hemos de tener en cuenta que con esta notación estamos representando simultáneamente dos reacciones 00:01:44
que ocurren a la vez. La reacción directa, el tetróxido de nitrógeno se descompone para formar 00:01:50
dióxido de nitrógeno y simultáneamente la reacción inversa, el dióxido de nitrógeno se dimeriza para 00:01:56
sintetizar el tetróxido de dinitrógeno. En la figura de la izquierda vemos representada una 00:02:02
situación en la cual en una cierta condición inicial, en cierto estado inicial, tenemos una 00:02:10
concentración 0,05 molar del tetróxido de nitrógeno, lo que sería el reactivo en esta reacción, y una 00:02:15
concentración nula del dióxido de nitrógeno, lo que sería el producto. Esto equivale a, dentro del 00:02:22
reactor donde está ocurriendo la reacción química, tener una cierta concentración inicial del reactivo 00:02:28
y absolutamente nada del producto. Si esta reacción fuera unidireccional, si no fuera reversible y 00:02:34
únicamente estuviera transcurriendo la reacción directa, lo que observaríamos es que la reacción 00:02:43
se produce, la concentración de reactivos disminuye a lo largo del tiempo, al tiempo que la concentración 00:02:49
de productos que se van formando aumenta a lo largo del tiempo, llegará un momento en que el reactivo 00:02:55
se agote y la concentración de reactivos sea cero, se anula, y en ese instante de tiempo la concentración 00:03:00
de los productos será la máxima posible y alcanzaremos un estado opuesto en el cual tendremos 00:03:08
una concentración de reactivos nula y una reacción de productos pues la que corresponda en función de 00:03:14
cuáles sean las condiciones de cuáles sean los coeficientes estequiométricos en la reacción 00:03:19
química ajustada. Conforme va avanzando la reacción química sabemos que la velocidad de reacción va 00:03:23
disminuyendo puesto que depende de la concentración de reactivos y si los activos se van agotando la 00:03:30
velocidad de reacción irá disminuyendo. Lo que observamos en realidad no es eso que acabo de 00:03:37
discutir, puesto que lo que ocurre en realidad no es únicamente la reacción directa. Lo que se 00:03:43
observa experimentalmente al inicio sí es lo que había mencionado. La concentración de reactivos 00:03:48
disminuye, la reacción de productos aumenta y la velocidad de la reacción inversa, que comienza a 00:03:54
un buen ritmo va decreciendo a lo largo del tiempo. Pero llega un momento en que a más 00:04:01
concentraciones se estabilizan, en lo que se denomina equilibrio químico, y esas concentraciones 00:04:06
no son las que he mencionado anteriormente. La concentración de reactivos no decrece 00:04:13
a cero, no se agotan por completo, y la concentración de los productos no crece hasta un cierto 00:04:17
valor máximo. Lo que observamos es que la concentración de reactivos se estabiliza 00:04:22
a un valor que no es cero. ¿Cómo podríamos explicar esto? ¿La reacción química se detiene? 00:04:27
Bueno, pues no. Lo que está ocurriendo es que, simultáneamente a la reacción directa, 00:04:34
en la cual el tetróxido de nitrógeno se descompone para formar dióxido de nitrógeno, 00:04:39
en el momento en el que comienza a aparecer dióxido de nitrógeno, la reacción que le 00:04:45
denominaremos inversa, puesto que transcurre de derecha a izquierda, tal y como la tenemos 00:04:49
representada, comienza a producirse. Conforme aumenta la concentración del dióxido de nitrógeno, 00:04:53
la velocidad de la reacción en la que éste actúa como reactivo, la reacción inversa comienza a 00:05:02
acelerarse, puesto que al aumentar la concentración la velocidad de la reacción aumenta. Así que 00:05:10
tenemos simultáneamente la descomposición del tetróxido de nitrógeno para formar dióxido de 00:05:16
nitrógeno y esta reacción tiene una velocidad que va decreciendo con el tiempo, simultáneamente 00:05:21
tenemos la reacción de dimerización del dióxido de nitrógeno que conforme va aumentando su 00:05:27
concentración se va acelerando en el tiempo. Conforme la reacción que denominamos directa 00:05:33
se va ralentizando y la reacción que denominamos inversa se va acelerando, llegará un momento en 00:05:38
que a más velocidades sean iguales. En ese momento se alcanza este estado de equilibrio que es un 00:05:43
equilibrio dinámico. Lo que ocurre no es que la reacción se detenga. Lo que ocurre es que la tasa 00:05:50
de variación de la concentración de reactivos y productos se convierte en equivalente. Lo que 00:05:57
ocurre es que la cantidad de moléculas de tetróxido de nitrógeno, que en un cierto intervalo de tiempo 00:06:04
se descomponen para formar dióxido de nitrógeno, equivale a la cantidad de moléculas de tetróxido 00:06:10
de nitrógeno que aparecen porque el dióxido de nitrógeno se va dimerizando. Lo mismo 00:06:17
para el caso del dióxido de nitrógeno. Así pues, lo que ocurre en este tipo de situaciones 00:06:22
es que se alcanza un equilibrio dinámico. Insisto en que las reacciones químicas, la 00:06:28
directa y la inversa, no se detienen. La reacción directa, en este caso, en esta situación 00:06:34
que estoy comentando, se ralentiza al tiempo que la reacción inversa se acelera y llega 00:06:40
un momento en que ambas dos reacciones transcurran a la misma velocidad. A la derecha tenemos 00:06:46
representada una situación equivalente, pero en este caso lo que tenemos de partida es una 00:06:52
concentración nula del tetróxido de dinitrógeno y una concentración 0,1 molar del dióxido de 00:06:59
nitrógeno. Es una situación equivalente a la que teníamos anteriormente, pero ahora lo que tenemos 00:07:05
es una cantidad nula del reactivo y una concentración no nula, 0,1 molar del producto. Lo que se observa 00:07:10
experimentalmente es una situación similar y que se puede explicar de la misma manera que antes. 00:07:19
Puesto que tenemos una cierta concentración del dióxido de nitrógeno, espontáneamente estas 00:07:24
moléculas tienden a chocar entre sí para dimerizarse y formar el tetróxido de nitrógeno. De tal manera 00:07:29
que la concentración del dióxido de nitrógeno va decreciendo en el tiempo al tiempo que la 00:07:35
concentración del tetróxido de nitrógeno va aumentando en el tiempo. La reacción en este 00:07:40
caso inversa es la que se está produciendo y conforme se va gastando el dióxido de nitrógeno 00:07:45
y la concentración de esta especie va disminuyendo, la velocidad de esta reacción, de la reacción 00:07:51
inversa, va disminuyendo. Esta reacción se va ralentizando conforme transcurre el tiempo. 00:07:55
Conforme comienza a aparecer una cierta concentración de tetróxido de nitrógeno, 00:08:02
comienzan a aparecer estas moléculas, a su vez la reacción directa se activa y comienza a acelerarse, 00:08:05
conforme va aumentando la concentración del tetróxido de nitrógeno. 00:08:12
Tenemos una situación similar a la que teníamos anteriormente, cambiando reactivos por productos. 00:08:16
Ahora lo que tenemos es justamente al revés, que la velocidad de la reacción inversa va disminuyendo 00:08:21
al tiempo que la velocidad de la reacción directa va aumentando. 00:08:27
conforme disminuye la concentración de los productos y aumenta la concentración de los 00:08:30
reactivos. ¿Qué es lo que ocurrirá? Que llegará un momento en que ambas reacciones tendrán la misma 00:08:35
velocidad y alcanzaremos nuevamente un estado de equilibrio, insisto en que dinámico. No se detienen 00:08:40
ambas reacciones, lo que ocurre es que la cantidad de reactivos que desaparecen en un determinado 00:08:48
instante de tiempo equivale a la cantidad de reactivos que aparece porque la reacción inversa 00:08:54
se está produciendo e igualmente con el caso de los productos. En este caso concreto con una 00:08:58
concentración inicial 0,05 molar de tetróxido de nitrógeno y 0 de dióxido de nitrógeno o bien 00:09:05
con una concentración inicial de 0,1 molar del dióxido de nitrógeno y 0 de tetróxido de nitrógeno 00:09:12
se alcanza un mismo estado de equilibrio. A lo largo de esta unidad didáctica vamos a ver cómo 00:09:19
caracterizar el equilibrio, cómo a partir de unas ciertas condiciones iniciales, de 00:09:27
unas ciertas condiciones iniciales podemos ver cuáles van a ser las 00:09:32
condiciones que se van a alcanzar en el equilibrio, las concentraciones de 00:09:36
reactivos y productos y también vamos a ver cómo este equilibrio, este estado de 00:09:39
equilibrio depende de las condiciones físicas en las cuales esté transcurriendo 00:09:44
la reacción química, tanto la directa como la inversa. Y estudiaremos cómo es 00:09:49
posible alterar este equilibrio, ya veremos modificando volumen, presión, temperatura, 00:09:54
concentraciones, etcétera, podremos predecir en qué sentido se va a transformar, cuál va a ser el 00:09:59
nuevo equilibrio que vamos a alcanzar. En el aula virtual de la asignatura tenéis disponibles otros 00:10:05
recursos, ejercicios y cuestionarios. Asimismo, tenéis más información en las fuentes bibliográficas 00:10:14
y en la web. No dudéis en traer vuestras dudas e inquietudes a clase o al foro de dudas de la 00:10:20
unidad en el aula virtual. Un saludo y hasta pronto. 00:10:26
Idioma/s:
es
Autor/es:
Raúl Corraliza Nieto
Subido por:
Raúl C.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
Visualizaciones:
38
Fecha:
12 de agosto de 2021 - 18:41
Visibilidad:
Público
Centro:
IES ARQUITECTO PEDRO GUMIEL
Duración:
10′ 56″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1024x576 píxeles
Tamaño:
19.15 MBytes

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