Saltar al contenido

Velocidad y extensión del cambio químico

AQA · GCSE · Chemistry · Tema 6

6.1

Velocidad y extensión del cambio químico

  • La velocidad es una cantidad por segundo — leerla de tablas, gráficos y tangentes; la teoría de colisiones explica todos los factores que la modifican.
  • Las reacciones reversibles llegan a equilibrio dinámico; (HT) Le Chatelier predice cómo cada condición lo desplaza.
  • La industria optimiza velocidad y rendimiento conjuntamente — condiciones de compromiso.
Vocabulario Entrenar
English Español
tangent/ˈtændʒənt/ tangente
6.1

Velocidad de reacción (4.6.1)

Syllabus

Velocidad de reacción (declaraciones AQA 8462 4.6.1.1-4.6.1.5).

  1. Calcule tasas medias en g/s, cm3/s y (HT) mol/s, e interprete gráficos de producto-tiempo con tangentes.
  2. Recuerde los cinco factores que afectan la velocidad e investigue la concentración (RP5).
  3. Explique cada factor con la teoría de colisiones y la energía de activación.
  4. Describa catalizadores y su efecto en el perfil de reacción, incluidas las enzimas.

Fuente: Plan de estudios Cambridge International

Cálculo de velocidades: velocidad de reacción = cantidad de reactivo consumido ÷ tiempo, o producto formado ÷ tiempo — en g/s o cm³/s (HT también mol/s). Interpretar gráficos de producto versus tiempo (pendiente inicial más pronunciada, aplanamiento al agotarse el reactivo); trazar tangentes y usar su pendiente como la velocidad en ese instante (HT calcularla).

Volumen de gas contra tiempo para tres concentraciones, con una tangente trazada para medir la velocidad instantánea.

Factores que afectan la velocidad: concentración (solución), presión (gas), área superficial (sólido), temperatura, catalizadores. RP5: investigar concentración mediante (a) medir el volumen de gas producido y (b) observar un cambio de color/turbidez — hipótesis, variables, repeticiones.

Teoría de colisiones: las reacciones ocurren solo cuando las partículas chocan con al menos la energía de activación. Aumentar concentración/presión aglomera partículas — choques más frecuentes; piezas sólidas más pequeñas aumentan la relación área-superficial/volumen — más superficie expuesta, choques más frecuentes; aumentar temperatura da a las partículas más energía — más choques Y más choques que superan la energía de activación.

Catalizadores: cambian la velocidad pero no se consumen; cada reacción tiene su propio catalizador; las enzimas son catalizadores biológicos. Un catalizador ofrece una ruta alternativa con menor energía de activación — identificarlo acelerando la reacción sin aparecer en la ecuación. Su perfil de reacción mantiene el mismo cambio neto de energía con una cumbre más baja:

Perfiles de reacción con y sin catalizador — mismo cambio neto, menor energía de activación.
Vocabulario Entrenar
English Español
rate of reaction/reɪt ɒv rɪˈækʃn/ Velocidad de reacción
collision theory/kəˈlɪʒn ˈθɪəri/ Teoría de colisiones
activation energy/ˌæktɪˈveɪʃn ˈenədʒi/ energía de activación
catalyst/ˈkætəlɪst/ catalizador
reversible reaction/rɪˈvɜːsɪbl rɪˈækʃn/ reacción reversible
dynamic equilibrium/daɪˈnæmɪk ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ equilibrio dinámico
Le Chatelier principle/lə ˈtʃeɪtlɪə ˈprɪnsɪpl/ Principio de Le Chatelier
6.2

Reacciones reversibles y equilibrio dinámico (4.6.2)

Syllabus

Reacciones reversibles y equilibrio dinámico (declaraciones AQA 8462 4.6.2.1-4.6.2.3).

  1. Represente reacciones reversibles y sus cambios energéticos opuestos.
  2. Defina el equilibrio dinámico en un sistema cerrado.
  3. (HT) Prediga el efecto de cambios en concentración, presión y temperatura con el principio de Le Chatelier, y el efecto nulo del catalizador.

Fuente: Plan de estudios Cambridge International

Reacciones reversibles: los productos pueden reaccionar para formar nuevamente los reactivos — se escriben con la flecha ⇌. Si es exotérmica en un sentido, entonces es endotérmica en el otro, transfiriendo la misma cantidad de energía.

Equilibrio: en un sistema cerrado, se alcanza el equilibrio cuando las tasas directa e inversa son iguales — las concentraciones dejan de cambiar aunque ambas reacciones continúan (dinámico).

(HT) Principio de Le Chatelier: un sistema en equilibrio responde para contrarrestar cualquier cambio:

  • concentración ↑ de un reactivo → se forma más producto (y viceversa);
  • presión ↑ → la posición se desplaza hacia el lado con menos moléculas gaseosas;
  • temperatura ↑ → la posición se desplaza en la dirección endotérmica (↓ para la dirección exotérmica).

Un catalizador no desplaza la posición — se alcanza el equilibrio más rápido. La industria elige condiciones de compromiso equilibrando velocidad, rendimiento, seguridad y costo (ej. el proceso Haber en el tema 10).

6.2

Lista de verificación antes de considerar este tema completado

  • Velocidad a partir de una tabla, de la pendiente de un gráfico y (HT) de la pendiente de una tangente.
  • Cada uno de los cinco factores explicados por la teoría de colisiones, nombrando qué sucede con la frecuencia y energía de colisión.
  • Efecto del catalizador en el perfil; no se consume; enzimas.
  • La flecha ⇌; equilibrio como tasas iguales; (HT) predecir los tres cambios de condición con Le Chatelier; condiciones de compromiso justificadas.

Más temas en AQA · GCSE · Chemistry

Iniciar sesión o crear cuenta

IGCSE, A-Level & AP