A chemistry course to cover selected topics covered in advanced high school chemistry courses, correlating to the standard topics as established by the American Chemical Society. Prerequisites: Students should have a background in basic chemistry including nomenclature, reactions, stoichiometry, molarity and thermochemistry.
1.02 Comparing Rate of Change for Reactants and Products
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Del curso dictado por University of Kentucky
Advanced Chemistry
404 calificaciones
De la lección
Kinetics
The study of chemical kinetics is the study of change over time. It answers questions like:
How fast are reactants consumed?
How fast are products formed?
This unit is dedicated to the exploration of how these questions are answered. We will look at the experimental evidence of how concentration affects these rates.
We will also examine what occurs on the molecular level, especially with respect to the motion of molecules, that affects rates of reactions.
Conoce a los instructores
Dr. Allison SoultLecturer
Chemistry
Dr. Kim WoodrumSr. Lecturer
Chemistry
Estamos preparados para empezar nuestro segundo objetivo de aprendizaje
en nuestro módulo de cinética química.
Vamos a ver que no todas las sustancias
aparecen y desaparecen a la misma velocidad.
En nuestro objetivo de aprendizaje anterior
no teníamos más que coeficientes 1.
Pero los coeficientes empezarán a no teníamos más que coeficientes 1.
Pero los coeficientes empezarán a
jugar un papel, y veremos cómo juegan ese papel.
Vamos a aprender cómo escribir, lo que se llama
expresión de la velocidad de reacción. Vamos a usarla para comparar la velocidad
de aparición o desaparición de una sustancia
en una reacción con la velocidad de aparición
o desaparición de otra sustancia.
Para demostrar cómo los coeficientes
juegan un papel, vamos a hacer una demostración.
Vamos a parar el PowerPoint y me verás
haciendo pequeños cuadernos
y luego volveremos al PowerPoint y veremos
cómo se representan los números
y cómo los coeficientes entran en juego.
Vamos a simular reacción química.
La reacción que vamos a simular es 2 A
transformándose en B.
Esto es mi A, estos son mis reactivos.
Tengo 18 hojas de papel aquí.
Voy a coger esto y seleccionar
dos de los papeles para formar un cuaderno. Será
un cuaderno de 4 páginas, y eso será B.
Vamos a ver que podemos monitorizar
los reactivos, para determinar la velocidad de la reacción,
o podemos monitorizar los productos.
Vamos a ver cómo influyen los coeficientes
conforme hacemos eso.
Lo que vamos a mirar ahora
es cómo podemos monitorizar
los reactivos, que eran nuestras hojas de papel
y nuestros productos,
que son los cuadernos, y determinar la velocidad de reacción.
Lo que necesitamos mirar es cuánto tenemos ahora.
Habíamos empezado con 18 hoja Lo que necesitamos es mirar lo que tenemos ahora.
Empezamos con 18 hojas,
luego, conforme contamos a lo largo de estos, ahora me
quedan 10.
Si miro los cuadernos con los que
empecé, que empecé con ninguno, ahora tengo
cuatro ahí.
Vamos a ver cómo puedes
monitorizar los reactivos o monitorizar los
productos y determinar la velocidad de reacción.
Me has visto hacer la demostración
en la que cogía dos hojas de papel
y hacía un cuaderno.
Así que esta reacción debe e hice un cuarderno.
Así que esta reacción podría
usarse para representar ese proceso.
Dos hojas de papel [llamaremos a eso A]
transformándose en un producto B [el cuaderno].
Hemos grabado este proceso
durante 30 segundos.
Inicialmente tenía 18
hojas de papel,
y las conté cuando cuando se dijo y todo pasó:
entonces había todavía 10 hojas de papel
para los cuadernos. No tenía ningún cuaderno al empezar
pero he formado 4 cuadernos,
así que tomamos esos números
y examinamos el cambio Así que tomamos esos números
y examinamos el cambio.
Podemos hablar del cambio en A
y podemos hablar del cambio en B,
la Delta aqui para el cambio en B,
conforme pasa el tiempo.
Si piensas en esos números,
y te voy a dar un segundo para hacerlo antes de cambiar la diapositiva,
serás capaz de hacer una comparación
entre la velocidad de desaparición
de A y la velocidad de aparición de B.
Para esa demostración,
¿aparecía B dos veces la velocidad en la que A estaba desapareciendo?
¿O desaparecía A dos veces
la velocidad en la que B aparecía?
¿O desaparecían y aparecían a la misma velocidad?
Toma esos números y volveré
a esa diapositiva.
Piensa en el valor del cambio de concentración
y la velocidad en la que aparece y desaparece.
¿Dijiste que
A desaparece dos veces la velocidad en la que B está apareciendo?
Si lo dijiste, eso sería correcto.
Podemos usar esto,
justo aquí, para
compara A con B.
El signo negativo se debe a que
la variación de A con respecto al tiempo era
negativa. Era la variación de A con respecto al tiempo era
negativa. Era
10-18 aquí.
Eso sería un valor negativo [-8].
Ponemos ese signo negatio ahí para obtener un 8 positivo. Eso sería un 8 negativo [-8].
Ponemos ese signo negatio ahí para obtener un 8 positivo.
Teníamos aquí arriba
4 menos 0, que ya es
positivo. Eso es 4.
No necesitamos un signo negativo.
Pero como esto era 8 y esto era
4, vamos a tener que dividir entre 2,
y eso estaba justo aquí,
con el fin de hacer estas dos partes de
aquí igual la una a la otra.
Eso es como definimos la velocidad de reacción.
Incluiremos ese coeficiente
2 aquí abajo en el denominador
para definir la velocidad de reacción. Así, cuando utilizo de 2 aquí abajo en el denominador
para definir la velocidad de reacción. Así, cuando utilizo
la palabra "velocidad" aquí, estoy hablando de la velocidad
de la reacción.
Podemos monitorizar en términos de A,
podemos monitorizar en términos de B.
Para esta reacción,
conforme la miramos vamos a introducir todos los números aquí,
tenemos menos 1/2
la variación de la concentración en A, que era. Tenemos menos 1/2
la variación de la concentración en A, que era
el valor 10-18
u 8 negativo.
Y eso estaba dividido entre 30 segundos.
Aquí teníamos
4-0, de nuevo eso está
dividido entre 30 segundos,
y tanto si monitorizas en términos de A
como en términos de B,
vas a obtener el mismo número.
Y eso es la velocidad de reacción.
Ahora, tengo un numerador aquí que he escrito como 1 porque
no es realmente molaridad, es el número de hojas
que tengo, pero
los valores van a ser exactamente los mismos
porque he introducido el coeficiente 2 en
la expresión.
Ahora podemos considerar cualquier reacción genérica,
no importa cuáles son los coeficientes,
y definir la velocidad de reacción
usando lo que llamamos la expresión de la velocidad de reacción.
Esta es la expresión de la velocidad de reacción.
Es una variación de la concentración de los reactivos,
introducimos el signo negativo para los reactivos,
Incluimos los coeficientes Pones el signo negativo en los reactivos.
e incluimos los coeficientes
a lo largo de la expresión.
Así podríamos definir la velocidad de reacción a lo largo de la expresión.
Así podríamos definir la velocidad de reacción
en función de los reactivos,
o en función de los productos, no importa.
Siempre nos dará la misma velocidad
para la reacción, y llamamos a esto una expresión de la velocidad de reacción. Siempre nos dará la misma velocidad
para la reacción, y llamamos a esto una expresión de la velocidad de reacción.
Si un problema nos pide escribir la expresión de la velocidad
para una reacción, esto es lo que vas a escribir.
Y ahora necesitamos mirar y ver cómo usamos esto.
Aquí tengo una reacción
en la que hay todo tipo de coeficientes diferentes:
Unos y cincos y seis y tres. en la que hay todo tipo de coeficientes diferentes.
unos y cincos y seises y treses.
Alguien va y monitoriza
la velocidad a la cual BrO3-
está desapareciendo, y eso es lo que esto está
diciendo: la variación de la concentración
de BrO3- con respecto al tiempo.
¿Cómo de rápido está desapareciendo?
Está desapareciendo a un velocidad de 1.5x10^-2
molar por segundo.
Y esto es un instante determinado de tiempo, porque recuerda que la velocidad
de cambio no es la misma a lo largo del curso de la reacción.
Este problema nos pide que digamos
que está desapareciendo a esta velocidad, y ¿a qué velocidad
está desapareciendo Br-?
Podemos proponer la expresión de la velocidad de reacción desapareciendo el Br-.
Podemos proponer la expresión de la velocidad de reacción
y trabajar este problema.
Ahora, la velocidad en función del
BrO3- es la variación de la
concentración del BrO3-
con respecto al tiempo.
Pon un signo negativo ahí, y eso definiría la velocidad de reacción.
O podríamos hacerlo en función de
Br-. Sería entonces la variación de la concentración de Br-
con respecto al tiempo.
Pon un signo negativo ahí, con lo que esto sería positivo
y pon también un 5 ahí
para que puedan ser iguales.
Me dan este valor, voy a
señalizar esto.
Es 1.5x10^-2 molar por segundo.
Me preguntan por esta parte.
Y voy a escribir un círculo alrededor.
Me pregunta por esa parte.
¿Cómo resuelvo esa parte?
Tendré que considerar, y voy a escribir la reacción entera otra vez,
y multiplicar ambos lados por 5.
Si multiplico ambos lados por 5,
El 5 se simplifica y tendré resuelta
la parte que he redondeado con un círculo.
Habré resuelto menos
Br-
dividido por Delta t
y eso sería 7.5x10^-2.
Vamos a usar un correcto lenguaje. En lugar de decir:
el valor de y me te dan esto,
Podrían usar las palabras:
la velocidad de desaparición del BrO3- es
1.5x10^-2.
Déjame decir eso con palabras y escribirlo.
La velocidad de desaparición
del BrO3- es.
Esa es la manera de escribir expresiones con
símbolos, pero las palabras serían: la velocidad de desaparición.
Si dijesen, en lugar de estos símbolos aquí,
¿cuál es la velocidad de
desaparición
del Br-?
Así es cómo utilizarías las palabras para esa expresión.
Bien, vamos a trabajar este problema.
Está basado en la misma reacción que el problema anterior.
Expresado de una forma un poco distinta, estamos resolviéndolo para un
componente diferente de la reacción.
Vamos a ver cómo está escrito aquí.
De hecho, ahora usan las palabras:
Br- desaparece a cierta velocidad. De hecho, ahora usan las palabras
"Br- desaparece a cierta velocidad",
"¿A qué velocidad aparece Br2?".
Vamos a transformar esas palabras en símbolos.
La velocidad de desaparición Vamos a transformar esas palabras en símbolos.
La velocidad de desaparición
del Br- sería la
variación de la concentración del Br-
con respecto al tiempo.
Eso sería un valor negativo porque está desapariciendo.
Me está diciendo, al usar la palabra "desapareciendo",
dame un número positivo. Ya han incluido ese signo negativo.
Y es 7.5x10^-2.
Quieren saber a qué velocidad
Br2 está apareciendo.
Los símbolos para eso serían:
cambio en la concentración Los símbolos para eso serían
cambio en la concentración
de Br2
con respecto al tiempo.
Es un producto, está apareciendo, ya es
positivo. No necesito ese signo negativo para convertirlo en positivo.
Y eso es lo que estoy intentando encontrar.
Empezaré con una expresión de la velocidad de reacción.
La velocidad es igual a.
Voy a hacerlo sólo
para las sustancias en las que estoy interesada. No tiene
sentido escribirlo para todo lo que hay ahí.
Pero para comparar esas sustancias
con la velocidad de la reacción, y para cada una de ellas,
tenemos que incluir los coeficientes.
Así que, la variación negativa de la concentración del
Br- dividida entre 5 Delta t
sería igual a la
variación de la concentración del Br2 sería igual
variación de la concentración del Br2,
y eso incluye el 3 Delta t.
Si nos fijamos bien en los símbolos que están representados justo aquí,
¿dónde se encuentra eso aquí, en esta expresión?
Está justo aquí. Todo, excepto el 5.
Voy a sustituir ese valor:
7.5x10^-2
e incluiré ese 5.
Esa es la velocidad dela reacción, es igual a eso.
Y voy a avanzar y escribir
de nuevo estos símbolos con el 3
y pensar en dónde se
encuentra esta parte. Está justo aquí.
Quiero resolver eso, lo que acabo de señalizar,
así que voy a multiplicar ambos lados por 3:
3 multiplicado por 7.5x10^-2 dividido entre 5
me daría lo que estoy buscando.
El valor de eso es 4.5x10^-2
molar por segundo.
Y eso es igual a la variación de la concentración
de bromo con respecto al tiempo.
Esto es cómo de rápido está apareciendo.
Así es cómo se usa expresión de la velocidad de reacción para comparar,
si conoces la velocidad de cambio de una sustancia,
esa velocidad de cambio con la velocidad de cambio de otra sustancia.
También puedes calcular la velocidad de reacción.
La velocidad de la reacción se obtendría simplemente
igualando esta parte de aquí La velocidad de la reacción se obtendría simplemente
igualando esta parte de aquí,
dividida entre 5, y eso me daría la velocidad de reacción.
Y ese es el final de nuestro objetivo de aprendizaje 2.
Estamos usando una expresión de la velocidad de reacción
que hemos aprendido a escribir para comparar la velocidad
de aparición o desaparición de cualquier sustancia
con la velocidad de aparición o desaparición de cualquier otra sustancia.
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