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Cinética química 2 bach - Contenido educativo

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Subido el 30 de noviembre de 2023 por Segismundo P.

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Buenos días, voy a empezar con, bueno, vamos a hacer los ejercicios que han caído en el 2023, 00:00:00
el año pasado en evau, de cinética química, pero antes vamos a hacer un repaso muy rápido 00:00:08
de la teoría que tenéis que conocer de cinética. 00:00:14
Vale, primero lo que se llama la ley diferencial, que es para calcular la velocidad de una reacción química, 00:00:16
que lo que estamos básicamente es teniendo en cuenta si en la velocidad media 00:00:22
la variación de la concentración de cada una de las sustancias implicadas en la reacción. 00:00:26
Si son reactivos, para calcular la velocidad multiplicaremos por un menos, 00:00:33
para que nos haga la velocidad positiva, y dividiremos entre el coeficiente estequiométrico. 00:00:39
Si son productos, pues lo dejamos con el más. 00:00:45
Si en lugar de ser la velocidad media es la instantánea, sería la derivada respecto al tiempo. 00:00:47
Vale, esto en principio es, básicamente, que lo conozcamos teóricamente, 00:00:54
porque es raro que caiga una pregunta de esta parte. 00:00:58
Lo que sí es más típico, y casi siempre cuando hay ejercicio de cinética, 00:01:00
es conocer la forma de la velocidad de la reacción química que se obtiene experimentalmente. 00:01:05
Y básicamente lo que tenemos es que la velocidad química se define con una constante, la K, 00:01:12
multiplicada por las concentraciones de cada uno de los reactivos elevados a un exponente. 00:01:19
Ese exponente no tiene por qué ser el coeficiente estequiométrico. 00:01:24
Entonces, normalmente ese exponente lo vamos a calcular de manera experimental. 00:01:30
La K, la constante, va a depender de diversos factores, 00:01:34
pero fundamentalmente de la energía de activación, 00:01:38
que ahora veremos también en este resumen rápido a qué se refiere, 00:01:40
y de la temperatura. 00:01:43
Entonces, es una constante que, básicamente, depende de otra constante, a su vez, la A, 00:01:45
que es lo que llamamos factor preexponencial. 00:01:50
El factor preexponencial, que es lo que tenemos aquí, en esta parte, 00:01:53
básicamente va a depender mucho de la concentración de las sustancias, 00:01:57
de cómo se produzcan los choques, 00:02:03
pero lo que más nos interesa es que luego tenemos una E, una exponencial con signo negativo, 00:02:05
en el exponente de la exponencial tenemos la R, que es una constante, eso no varía. 00:02:11
Lo único, fijaros, que en este caso la R se pone en julios partido por mol y kelvin, 00:02:16
entonces es 8.31, no es 0.082, como veíamos en los gases ideales, 00:02:21
que estaba en lugar de julios teníamos atmósferas por litro. 00:02:25
La energía de activación la tenemos en julios y la temperatura siempre en kelvin. 00:02:29
¿Qué ocurre? Que como tenemos una exponencial 00:02:33
y la temperatura está en el denominador de un exponente negativo, 00:02:36
cuando la temperatura aumenta, la constante va a aumentar también, 00:02:40
por tanto, cuando la temperatura aumenta, al aumentar la constante, aumenta la velocidad de la reacción. 00:02:45
Sin embargo, cuando aumenta la energía de activación, 00:02:50
al estar en un exponente negativo, hace que la constante disminuya 00:02:53
y, por tanto, la velocidad de la reacción también va a disminuir. 00:02:58
Vamos a ver que la velocidad de la reacción va a depender enormemente 00:03:01
de la energía de activación y la temperatura, fundamentalmente. 00:03:04
Luego habrá otros factores adicionales. 00:03:07
Si tuviéramos una tabla con distintos datos 00:03:09
y tuviéramos que calcular cada una de las partes de esta ecuación, 00:03:12
lo más cómodo sería directamente utilizar neperianos, logaritmos neperianos, 00:03:16
para quitar la exponencial. 00:03:25
Entonces aquí me quedaría un logaritmo neperiano de la constante, 00:03:26
igual al logaritmo neperiano de A, 00:03:29
teniendo en cuenta las propiedades de los logaritmos, 00:03:31
pues la exponencial aquí es un menos, 00:03:33
nos quedaría menos SUA partido por RT 00:03:36
y lo podemos expresar como el neperiano de A 00:03:38
menos SUA partido de R multiplicado por 1 partido por T. 00:03:42
Si representásemos gráficamente el neperiano de K 00:03:46
frente a 1 partido por T, nos queda una ecuación lineal 00:03:49
en la que la pendiente es menos SUA partido por RT. 00:03:53
Lo único que aquí, bueno, lo ha puesto positivo, 00:03:56
pero consideramos siempre que es negativa 00:03:58
porque es una ecuación lineal decreciente. 00:04:00
La ordenada en el origen sería el neperiano de A. 00:04:05
Entonces, bueno, si tuviéramos alguna de forma gráfica 00:04:09
podríamos sacar los distintos datos. 00:04:11
Lo típico es que nos lo pongan en formato de tabla, 00:04:13
que ahora haremos un par de ejercicios de ese tipo. 00:04:15
Bueno, un poco la teoría que hay detrás de la cinética química. 00:04:18
Hay dos teorías fundamentales. 00:04:21
Una es la teoría de las colisiones 00:04:23
y otra es la teoría del complejo activado. 00:04:25
La teoría de las colisiones básicamente dice 00:04:28
que una reacción química se produce por el choque entre las moléculas. 00:04:30
El choque tiene que ser lo suficientemente energético 00:04:33
como para romper las moléculas 00:04:36
y que se formen las nuevas sustancias. 00:04:38
Y además tiene que darse con la orientación apropiada. 00:04:40
Por eso no todos los choques son efectivos. 00:04:44
Este factor que depende de la orientación 00:04:47
es lo que se llama el factor estérico. 00:04:49
La otra teoría que tenemos es la teoría del complejo activado 00:04:51
debido a Ehren y otros colaboradores suyos 00:04:54
donde básicamente se plantea 00:04:58
es lo que vemos en la gráfica de aquí 00:05:02
se plantea una reacción química como dependiendo de la energía potencial. 00:05:04
Según va avanzando la reacción 00:05:07
hay una energía potencial que aumenta 00:05:09
y digamos que para pasar de los reactivos 00:05:11
que tenemos en la parte de izquierda 00:05:14
a los productos que tenemos en la parte de la derecha 00:05:15
hay que vencer una energía de activación. 00:05:17
Cosas importantes de aquí 00:05:20
bueno, primero, cuanto mayor la energía de activación 00:05:22
evidentemente más lenta va a ser la reacción química. 00:05:25
La entalpía, en este caso vemos una reacción que es exotérmica 00:05:29
porque la energía de los productos es menor que la de los reactivos 00:05:33
por tanto me va a dar una entalpía negativa 00:05:37
y va a ser exotérmica. 00:05:42
Y de hecho podemos calcular si conocemos las energías de activación 00:05:44
la A2 y la A1 00:05:47
la A1 menos la A2 me va a dar un número negativo 00:05:52
que va a ser la entalpía, que es lo que tenemos aquí. 00:05:54
Tened en cuenta que la energía de activación Ea1 00:05:57
es la que tenemos cuando la reacción ocurre en sentido directo 00:06:01
y cuando la reacción ocurre en sentido inverso sería Ea2. 00:06:04
Conociendo las dos energías de activación 00:06:08
se podría calcular la entalpía. 00:06:11
Aquí podemos encontrarnos un ejercicio en el que nos hagan relacionar 00:06:13
la cinética química con la termodinámica. 00:06:16
Importante, ¿de qué depende una reacción química a su velocidad? 00:06:21
De la temperatura, como hemos dicho, 00:06:25
y como se ha visto en la ecuación de la K, que es la que se llama la ecuación de Arrhenius. 00:06:27
De la concentración de los reactivos, cuanto más concentrado esté 00:06:30
mayor será la velocidad, más choques se producen 00:06:34
si lo vemos desde el punto de vista exterior de las colisiones 00:06:39
o desde el punto de vista de Arrhenius, pues mayor es el factor presponencial. 00:06:42
La naturaleza de los reactivos, o sea, de la energía de activación 00:06:46
y del grado de división de los reactivos. 00:06:50
Normalmente, la mayoría de las reacciones las vamos a ver en estado de gas o en disolución, 00:06:52
ahí va a depender de las concentraciones, 00:06:56
pero si está ocurriendo una reacción en estado sólido 00:06:58
va a depender del grado de división de los reactivos. 00:07:01
Existen unas sustancias que, digamos, no se pierden en la reacción 00:07:05
pero sí que buscan un camino alternativo para la reacción 00:07:10
y disminuyen la energía de activación, 00:07:13
es decir, aumentan la velocidad y se llaman los catalizadores. 00:07:15
Bueno, puede haber catalizadores positivos 00:07:18
que aumenten la velocidad y puede haber catalizadores negativos 00:07:20
que también se conocen como inhibidores 00:07:23
que retardan el que la reacción ocurra. 00:07:25
En reacciones bioquímicas a estos catalizadores se les suelen llamar enzimas, 00:07:30
son catalizadores enzimáticos que tienen centros activos 00:07:34
y normalmente las enzimas suelen ser proteínas, 00:07:39
esto supongo que lo habréis visto más en biología, 00:07:41
los que estéis en la parte de biología. 00:07:44
Bueno, esto un poco, como recuerdo, resumen rápido 00:07:47
de la teoría que tenemos que conocer de cinética química. 00:07:49
Vamos ahora a hacer un primer ejercicio 00:07:54
que cayó en el 2023, en julio, 00:07:58
en el examen de coincidentes 00:08:00
y básicamente nos dan la típica tabla 00:08:04
que ya hemos visto alguna deste estilo. 00:08:07
Nos dicen que a 25 grados Celsius se han reaccionado A y B 00:08:09
y se han realizado tres experimentos 00:08:12
en los que se obtienen el valor de velocidad inicial de la reacción 00:08:14
en función de las concentraciones iniciales de ambos reactivos. 00:08:17
Estas son las concentraciones iniciales. 00:08:21
Lo primero que nos pide es calcular los órdenes parciales 00:08:23
y el orden total de la reacción 00:08:26
y escribir la ecuación de velocidad. 00:08:28
Vamos a empezar por esta primera parte, 00:08:30
primer apartado A. 00:08:32
Recordad que la ecuación de velocidad 00:08:34
va a ser la constante de la reacción 00:08:37
multiplicada por la concentración de cada uno de los reactivos, 00:08:41
el A elevado a un exponente alfa 00:08:44
y el B elevado a un exponente beta. 00:08:46
Con los datos que nos dan aquí 00:08:49
podemos perfectamente calcular el alfa y beta. 00:08:51
Si cogemos el experimento 1, por ejemplo, 00:08:57
tendríamos V1 es igual a K 00:08:59
por la concentración, 00:09:03
casi mejor que ponerlo V1 00:09:05
o ser poniendo los números directamente 00:09:07
y así vamos más directos al resultado. 00:09:09
Y, de hecho, para dividirlo y que nos salga en positivo 00:09:13
vamos a poner primero V2 00:09:16
que tiene un número mayor 00:09:18
y así nos resulta más sencillo. 00:09:20
Entonces, ponemos los datos del experimento 2. 00:09:22
La velocidad es 4,02 00:09:24
por 10 a la menos 4. 00:09:27
Estos serían moles partido por litro y segundo. 00:09:29
Y ahora la constante por la concentración de A 00:09:33
en este caso es 0,1 00:09:35
entonces es por 0,1 elevado a alfa 00:09:37
y la de B es 0,3 00:09:40
pues por 0,3 elevado a beta. 00:09:43
Ahora vamos al experimento 1 00:09:46
y tenemos una velocidad de 1,34 por 10 a la menos 4 00:09:48
la misma constante porque es la misma reacción 00:09:53
y en este caso tenemos 0,1 elevado a alfa 00:09:57
y 0,1 elevado a beta. 00:10:00
Si yo divido una entre otra 00:10:03
pues directamente 00:10:06
a ver, aquí los 10 a la menos 4 se me van 00:10:08
entonces me queda 4,02 entre 1,34 00:10:10
toda esta parte es igual, o sea que se me va 00:10:16
y me queda 0,3 entre 0,1 elevado a beta. 00:10:19
De aquí, si calculamos 4,02 entre 1,34 00:10:27
4,02 entre 1,34 00:10:33
esto me da 3 00:10:41
y 0,3 entre 1 me da 3 también. 00:10:45
Entonces de aquí rápidamente podemos deducir 00:10:49
que beta va a ser igual a 1. 00:10:53
El siguiente lo que tenemos que ver es que nos varíe 00:10:56
en la concentración de A estando la de B fija 00:11:00
es decir, vamos a coger los experimentos 3 y 1 00:11:03
vamos a poner antes el que es mayor 00:11:05
entonces en este caso es 5,36 00:11:07
por 10 a la menos 4 00:11:11
es igual a la constante por la concentración de A 00:11:13
en este caso es 0,2 elevado a alfa 00:11:17
por 0,1 elevado a beta 00:11:20
y el experimento 1 que es 1,34 00:11:23
por 10 a la menos 4 00:11:26
por la constante K 00:11:28
0,1 elevado a alfa 00:11:31
y 0,1 elevado a beta 00:11:34
igual que antes si yo divido una entre otra 00:11:36
pues me quedaría 5,36 entre 1,34 00:11:39
ahora 0,1 elevado a beta y K se me va 00:11:47
entonces me queda 0,2 entre 0,1 elevado a beta 00:11:50
y ahora ya pues igual que antes operamos 00:11:57
5,36 entre 1,34 00:11:59
5,36 entre 1,34 00:12:02
me da 4 00:12:10
pues vamos aquí 4 00:12:12
es igual 0,1 es 2 beta 00:12:14
por tanto aquí en este caso beta 00:12:18
tiene que ser igual a 2 00:12:21
entonces ya podemos escribir 00:12:23
órdenes parciales, pues aquí los tenemos 00:12:25
en nuestro ejercicio 00:12:28
beta es igual a 1 00:12:32
esto era alfa 00:12:37
aquí tenemos que poner alfa 00:12:40
y aquí tenemos que poner alfa 00:12:44
¿vale? 00:12:49
bueno, pues los órdenes parciales son 00:12:54
respecto a A el orden parcial es 2 00:12:57
respecto a B el orden parcial es 1 00:12:59
y el orden total de la reacción 00:13:02
será orden total 00:13:04
la suma de los órdenes parciales 00:13:06
es decir 2 más 1 pues 3 00:13:09
y ahora nos pide que escribamos la ecuación de velocidad 00:13:12
pues escribimos la ecuación de velocidad 00:13:15
sería V igual a K 00:13:17
la K todavía no la hemos calculado 00:13:18
no la conocemos 00:13:20
por la concentración de A elevado a alfa 00:13:21
es decir a 2 00:13:23
y por la concentración de B 00:13:25
elevado a 1 00:13:27
pues no pongo nada en el exponente 00:13:28
¿vale? esta sería 00:13:30
la ecuación 00:13:32
que nos están pidiendo 00:13:35
vamos ahora al apartado B 00:13:37
que nos dice que calculemos la constante de velocidad 00:13:39
e indiquemos sus unidades 00:13:41
esto es un ejercicio completo de BAU 00:13:43
para que os hagáis un poco la idea 00:13:45
porque hasta ahora en estructura atómica 00:13:47
habíamos hecho varios que eran trocitos 00:13:49
este es uno completo de BAU 00:13:51
que valdrá dos puntos 00:13:53
constante de velocidad e indique sus unidades 00:13:55
bueno, pues primero para calcular la constante de velocidad 00:13:57
cogemos cualquiera de los tres experimentos 00:13:59
lo lógico es que cojamos el más 00:14:01
el que tiene número más sencillo 00:14:03
para no complicarnos la vida 00:14:05
entonces vamos al experimento 1 00:14:07
y es 1,34 00:14:09
esto es igual a 00:14:11
la constante 00:14:13
que es lo que vamos a calcular por 00:14:15
0,1 al cuadrado 00:14:17
porque la concentración de A 00:14:19
estamos cogiendo este experimento ahora 00:14:21
la concentración de A es 0,1 00:14:23
y como ya se los órdenes parciales 00:14:25
pues es 0,1 al cuadrado 00:14:27
por B que es 0,1 también 00:14:29
en realidad es 0,1 al cubo 00:14:31
por tanto de aquí podemos deducir 00:14:33
que la K va a ser 00:14:35
1,34 00:14:37
por 10 a la menos 4 00:14:39
entre 0,1 al cubo 00:14:41
ahora veremos las unidades también 00:14:47
que nos la pide, entonces como tenemos que indicar las unidades 00:14:49
veremos como las calculamos, pero primero calculamos esto 00:14:51
1,34 00:14:53
por 10 a la menos 4 00:14:55
1,34 00:14:57
por 10 a la 00:14:59
menos 4 00:15:01
dividido entre 00:15:03
0,1 al cubo 00:15:05
0,1 00:15:07
al cubo 00:15:09
y esto nos da 00:15:11
0,134 00:15:13
0,134 00:15:15
unidades 00:15:17
vamos a hacer aquí un trocito 00:15:19
las unidades de velocidad 00:15:21
son moles 00:15:23
partido por litro y segundo 00:15:25
y la constante está multiplicada por 00:15:29
moles partido por litro al cuadrado 00:15:31
es decir, moles al cuadrado 00:15:33
moles partido por litro al cuadrado aquí 00:15:35
moles partido por litro aquí 00:15:37
entonces son moles al cubo y litros al cubo 00:15:39
si dejamos la K sola 00:15:41
pasamos litros 00:15:43
aquí nos quedaría moles 00:15:45
partido de litros y segundos 00:15:47
aquí ponemos litros al cubo 00:15:49
y aquí ponemos moles al cubo 00:15:51
y esto que nos queda al final 00:15:55
litros al cuadrado en el numerador 00:15:57
y moles al cuadrado 00:15:59
por segundo en el denominador 00:16:01
pues ya ponemos aquí las unidades correctamente 00:16:03
que hemos calculado 00:16:05
y tendríamos también el apartado 00:16:09
B resuelto 00:16:11
y finalmente el apartado C 00:16:13
dice si se repiten los experimentos a 30 grados 00:16:15
Celsius 00:16:17
estos de aquí los hayamos hecho 00:16:19
fijaros aquí a 25 00:16:21
entonces pasamos de 25 grados Celsius 00:16:23
30 grados Celsius, significa 00:16:27
que estamos haciendo un incremento 00:16:29
positivo de temperatura 00:16:31
estamos aumentando la temperatura 00:16:33
justifique si se obtendrán 00:16:35
valores experimentales de velocidad 00:16:37
mayores, iguales o menores 00:16:39
que a 25 grados Celsius 00:16:41
bueno, básicamente aquí es una pregunta 00:16:43
de contenido medianamente teórico 00:16:45
porque sabemos que la velocidad 00:16:47
va a aumentar al aumentar la temperatura 00:16:49
entonces sabemos que la velocidad 00:16:51
aumenta al aumentar la temperatura 00:16:53
y básicamente para justificarlo 00:16:55
yo lo que haría aquí es 00:16:57
escribir la ecuación de Arrhenius 00:16:59
es decir, la constante depende 00:17:01
de un factor pre-exponencial por una exponencial 00:17:03
que es menos 00:17:05
la energía de activación 00:17:07
entre R y T 00:17:09
y comentaría que 00:17:11
como la temperatura aumenta 00:17:13
y está en el exponente de una función 00:17:15
exponencial negativa 00:17:17
eso va a producir que 00:17:19
primero que el exponente al aumentar la temperatura 00:17:21
es el exponente más pequeño, pero como es negativo 00:17:23
esto constituirá en el denominador 00:17:25
el exponente más pequeño disminuye 00:17:27
por tanto la K aumenta 00:17:29
a ver, por si acaso 00:17:31
aquí os habéis liado un poco 00:17:33
en lugar de exponente negativo 00:17:35
imaginaros que yo esto lo expreso como K 00:17:37
por A 00:17:39
entre el exponente en el denominador 00:17:41
ahora ya tengo el exponente positivo 00:17:43
si T aumenta 00:17:47
este exponente disminuye 00:17:49
y por tanto la exponencial disminuye 00:17:51
si disminuye el denominador 00:17:53
el coeficiente aumenta 00:17:55
es decir, cuando la temperatura aumenta 00:17:57
la K aumenta 00:17:59
pero vamos, basicamente lo que diríais es 00:18:01
la velocidad aumenta 00:18:03
al aumentar la temperatura 00:18:05
puesto que la temperatura se encuentra 00:18:07
en el exponente, en la ecuación de R 00:18:09
en el denominador de un exponente negativo 00:18:11
de la exponencial 00:18:13
punto, no haría falta decir más 00:18:15
vale, pues vamos ahora 00:18:17
a por otro ejercicio 00:18:19
más, y con esto dejaríamos lo de hoy 00:18:21
que es 00:18:23
vamos a pasar de hoja aquí 00:18:25
vamos a ver 00:18:29
es también del 2023 00:18:35
de julio, pero no del 00:18:37
de coincidentes, 2023 julio 00:18:39
y es el ejercicio A4 00:18:41
el ejercicio A4 00:18:43
este ejercicio 00:18:45
vamos a poner el enunciado aquí a un 00:18:47
a un lado, para poder trabajar bien 00:18:49
vale, aquí 00:18:53
lo que nos dice es el orden de la 00:18:55
reacción 00:18:57
nos dice la reacción 00:18:59
en fase gaseosa 00:19:01
2A para dar 2B 00:19:03
más C 00:19:05
es de segundo orden 00:19:07
para el segundo orden que significa que la suma 00:19:09
de los exponentes tiene que ser 0 00:19:11
pero en este caso tengo solo un reactivo 00:19:13
como tengo solo un reactivo 00:19:15
pues la velocidad va a ser igual a 00:19:17
K por la concentración 00:19:19
de A 00:19:21
y en este caso como es de segundo orden 00:19:23
pues ya me está diciendo el exponente 00:19:25
el exponente tiene que ser 2, no puede ser otra cosa 00:19:27
a ver, esto no sería tan inmediato 00:19:29
si tuviera dos reactivos, porque sabría 00:19:31
la suma de ambos exponentes, pero en este caso 00:19:33
me está dando el exponente 00:19:35
y luego me dicen que cuando la concentración de A es 0,050 molar 00:19:37
la velocidad de la reacción es 7,8 00:19:47
por 10 a la menos 4 00:19:49
moles partido por litro y segundo 00:19:53
bueno, pues con esos datos 00:19:57
la primera pregunta que tenemos 00:19:59
vamos a empezar aquí a resolverlo 00:20:01
voy a ponerlo en azul mejor para resolver 00:20:03
primero nos dice 00:20:05
escriba la ecuación de velocidad 00:20:07
y deduzca las unidades 00:20:09
de la constante de velocidad 00:20:11
bueno, la ecuación de velocidad ya la hemos escrito aquí 00:20:13
y las unidades 00:20:15
igual que antes 00:20:17
velocidad 00:20:19
igual que antes me refiero para 00:20:21
para calcularlas 00:20:23
la velocidad siempre es concentración partido por tiempo 00:20:25
es decir, moles partido por litro y por segundo 00:20:27
y esto va a ser la A 00:20:29
y aquí la concentración 00:20:31
que es moles partido por litro 00:20:33
es lo que significa el molar 00:20:35
moles partido por litro está al cuadrado 00:20:37
por lo tanto va a ser moles al cuadrado 00:20:39
entre litros al cuadrado 00:20:41
bueno, pues aquí si despejamos la A 00:20:43
nos quedaría moles 00:20:45
partido por litro y segundo 00:20:47
por litros al cuadrado 00:20:49
moles al cuadrado 00:20:51
vale 00:20:53
pues aquí 00:20:55
esto se va con esto, esto se va con el cuadrado 00:20:57
y me quedan litros partido por segundo y mal 00:20:59
y mol, perdón 00:21:01
es decir, las unidades 00:21:03
unidades 00:21:05
de K 00:21:09
son litros 00:21:11
partido por segundo 00:21:13
y mol 00:21:15
y aquí tendríamos ya 00:21:17
el primer apartado hecho 00:21:19
este también es un ejercicio completo de BAU 00:21:21
el apartado B 00:21:23
dice, determine la constante 00:21:25
de velocidad y calcule la velocidad 00:21:27
cuando la concentración de A sea 0,09 00:21:29
molar, evidentemente 00:21:31
para calcular la constante tengo que utilizar 00:21:33
estos datos que me ha dado aquí inicialmente 00:21:35
los que tengo en esta primera parte 00:21:37
en el encabezado, recordar que los datos 00:21:39
de aquí me sirven para cualquiera 00:21:41
de las preguntas parciales que me van haciendo posteriormente 00:21:43
entonces bueno 00:21:45
pues sustituimos lo que tenemos en la ecuación 00:21:47
de velocidad que tenemos ya calculada en el primer 00:21:49
paso, entonces 7,8 00:21:51
por 10 a la menos 4 00:21:53
va a ser igual a K 00:21:55
por 0,05 00:21:57
que esto es 00:21:59
la concentración elevado al cuadrado 00:22:01
por tanto K 00:22:03
es 7,8 00:22:05
por 10 a la menos 4 00:22:07
entre 00:22:09
0,05 00:22:11
al cuadrado 00:22:13
y si hacemos este cálculo 00:22:15
pues tenemos 00:22:17
7,8 00:22:19
por 10 a la menos 4 00:22:21
entre 00:22:23
0,05 00:22:25
elevado al cuadrado 00:22:27
y esto me va a dar 00:22:29
0,312 00:22:31
0,312 y cuidado 00:22:33
no nos olvidemos las unidades porque si no 00:22:35
vamos a perder un cuartito 00:22:37
de punto, entonces 00:22:39
pues como las hemos calculado en el ejercicio 00:22:41
anterior, evidentemente ponemos 00:22:43
las unidades que hemos calculado en el ejercicio 00:22:45
anterior 00:22:47
ahí tendríamos la constante que es lo primero 00:22:49
que me preguntan en este apartado 00:22:51
y lo siguiente me dice que determine la velocidad 00:22:53
cuando la concentración de A sea 0,090 00:22:55
molar, bueno pues 00:22:57
me vuelvo a mi ecuación que tengo aquí 00:22:59
y ya sustituyo la constante 00:23:01
pues 0,312 00:23:03
y la concentración 00:23:05
que es 0,090 00:23:07
molar 00:23:11
al cuadrado 00:23:13
y ahora ya puedo directamente calcular 00:23:15
esto de aquí 00:23:17
0,312 00:23:19
por 00:23:23
0,090 00:23:25
al cuadrado 00:23:27
y tenemos una velocidad 00:23:29
2,53 00:23:33
vamos a redondear por 10 a menos 3 00:23:35
2,53 00:23:37
por 10 a menos 3 00:23:39
2,53 por 10 a menos 3 00:23:43
unidades 00:23:45
pues velocidad siempre va a ser 00:23:47
unidades de 00:23:49
concentración, moles partido por litro y como 00:23:51
divido entre el tiempo, pues por segundo 00:23:53
aquí tenemos 00:23:55
la velocidad que nos han pedido que calculemos 00:23:57
vale 00:23:59
apartado C 00:24:01
justifique 00:24:03
como afecta la velocidad de la reacción 00:24:05
la presencia de un catalizador 00:24:07
vale, si es un catalizador 00:24:09
positivo 00:24:11
catalizador positivo 00:24:15
todo esto lo explicarías 00:24:17
aunque yo aquí lo explique de palabra lo escribís 00:24:19
catalizador positivo lo que hace 00:24:21
es buscar un camino alternativo para la reacción química 00:24:23
donde la energía de activación 00:24:25
disminuye 00:24:27
si la energía de activación disminuye 00:24:29
vale, pues en la ecuación de Arrhenius 00:24:31
tenemos que 00:24:33
la energía de activación está 00:24:35
en el numerador de un exponente negativo 00:24:37
vale 00:24:39
entonces, si esto 00:24:41
disminuye, hace que el exponente negativo 00:24:43
disminuya y por tanto 00:24:45
si la energía de activación disminuye 00:24:47
la constante va a aumentar 00:24:49
si la constante aumenta, como la velocidad es proporcional 00:24:51
a la constante, pues hace que 00:24:53
la velocidad de la reacción aumente 00:24:55
eso es lo que haría un catalizador 00:24:57
y último apartado, el apartado D 00:24:59
nos dice, justifique mediante la ecuación 00:25:01
de Arrhenius como afecta a la constante 00:25:03
de velocidad un aumento de temperatura 00:25:05
bueno, esto es lo mismo que hicimos en el ejercicio anterior 00:25:07
en la ecuación de Arrhenius 00:25:09
básicamente es contar que 00:25:11
la temperatura está en el denominador 00:25:13
de un exponente negativo 00:25:15
de la exponencial que tenemos con E 00:25:19
entonces, si aumenta 00:25:21
la temperatura 00:25:23
vale, pues esto 00:25:25
va a implicar un aumento en la 00:25:27
constante, a ver, básicamente 00:25:29
eso es lo que tendréis que contar 00:25:31
abro aquí un pequeño apéndice para 00:25:33
un poco 00:25:35
contaros como es un exponencial 00:25:37
por si alguien no lo tiene claro 00:25:39
bueno, sabe que esto va a salir un poco 00:25:41
churro, aquí está 00:25:43
en la función exponencial 00:25:45
esto lo habréis visto en mate seguro en la parte 00:25:49
de análisis, pero por recordarlo 00:25:51
a ver si hoy tengo 00:25:53
elevado a X 00:25:55
y esto es X 00:25:57
cuando X vale 0 00:25:59
la exponencial valdría 1 00:26:01
y tengo, según esto 00:26:03
tiende a menos infinito 00:26:05
un exponente negativo en la exponencial 00:26:07
hace que tiende a 0, entonces por aquí sería un asíntota 00:26:09
realmente hacia 0 00:26:11
cuando llega al 1 00:26:13
pasa al 0, pasa por 1 00:26:15
y luego crece exponencialmente 00:26:17
esto aquí 00:26:19
para dibujarlo bien sería algo de este tipo 00:26:21
esto es la 00:26:23
e elevado a X, pero nosotros aquí lo que tenemos 00:26:25
es e elevado a menos X 00:26:27
pues e elevado a menos X es la simétrica 00:26:29
respecto al eje de esta función 00:26:31
entonces, que ocurre 00:26:33
si X aumenta 00:26:35
cuando X tiende a la derecha y aumenta 00:26:37
en la e elevado a menos X 00:26:39
pues elevado a menos X 00:26:41
disminuye 00:26:43
cuando aumenta elevado a e 00:26:45
elevado a X, pues cuando aumenta es su A 00:26:47
si es su A aumenta 00:26:49
pues va a producir 00:26:53
una disminución en K 00:26:55
sin embargo 00:26:57
si T aumenta 00:26:59
cuando T aumenta 00:27:01
que ocurre, como está en el denominador 00:27:03
el exponente este disminuye 00:27:05
si disminuye nos estamos moviendo hacia la izquierda 00:27:07
en esta gráfica 00:27:09
y si nos movemos hacia la izquierda, elevado a menos X 00:27:11
aumenta, por tanto 00:27:13
la temperatura aumenta 00:27:15
elevado a menos X aumenta 00:27:17
y por tanto, la K aumenta 00:27:19
y como resultado, pues aquí 00:27:21
la velocidad aumenta 00:27:23
y aquí la velocidad disminuye 00:27:25
bueno, esto un poco 00:27:27
evidentemente todo esto no tenéis que contarlo 00:27:29
simplemente es un apéndice, por si no estáis entendiendo muy bien 00:27:31
la parte de la exponencial 00:27:33
pues sepáis que matemáticamente es algo así 00:27:35
entonces, bueno, tener claro 00:27:37
si el denominador de un exponente 00:27:39
negativo aumenta 00:27:41
la constante aumenta 00:27:43
si el numerador de un exponente 00:27:45
negativo aumenta 00:27:47
la constante disminuye 00:27:49
y esa es la influencia de la energía de activación 00:27:51
aquí faltaría la A 00:27:53
vale, pues eso sería todo por hoy 00:27:55
ya el siguiente día 00:27:57
os pondré otros ejercicios 00:27:59
propuestos y otro vídeo con la 00:28:01
resolución, de acuerdo? 00:28:03
venga, que vaya bien el día 00:28:05
Idioma/s:
es
Autor/es:
Segismundo Peláez
Subido por:
Segismundo P.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
Visualizaciones:
96
Fecha:
30 de noviembre de 2023 - 22:07
Visibilidad:
Público
Centro:
IES GUSTAVO ADOLFO BÉCQUER
Duración:
28′ 10″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1920x1080 píxeles
Tamaño:
110.67 MBytes

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