Leyes Integradas de Reacción

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Ringkasan

TLDRO vídeo explica como medir e analizar a velocidade das reaccións químicas empregando conceptos de cinemática e molecularidade. A través de ecuacións matemáticas similares ás da física de movemento, pódense establecer modelos cinéticos que describen o cambio nas concentracións químicas ao longo do tempo. Existen diferentes tipos de reaccións, como as de orde cero e orde un, cada unha co seu propio comportamento cinético. A molecularidade (número de moléculas reactivas nun evento) xoga un papel crucial na determinación da velocidade de reacción. Ademais, discútense conceptos como a vida media e a súa utilidade na comparación de diferentes reaccións químicas. A presentación suxire que a análise gráfica pode ser moi ilustrativa ao estudar estas reaccións.

Takeaways

  • 🔬 A molecularidade é chave na cinética química.
  • ⏱️ A velocidade de reacción pódese modelar con ecuacións diferenciais.
  • 📈 O comportamento cinético pódese visualizar graficamente.
  • 🧪 As ecuacións de orde cero amosan unha dependencia diferente da concentración.
  • 📉 As reaccións de orde un mostran un decaemento exponencial.
  • 🕒 A vida media permite comparar velocidades de reacción.
  • 📐 A cinética química pódese relacionar coa física de movemento.
  • 🚀 As ecuacións clásicas de cinemática son analoxías útiles.
  • 🔑 Os parámetros clave son orde, constante de velocidade e vida media.
  • 🧮 A análise matemática e gráfica complementa o estudo cinético.

Garis waktu

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    Unha vez establecida a estratexia para medir as velocidades de reacción mediante a análise das especies involucradas, é esencial entender cómo cambian as concentracións ao longo do tempo. Isto faise a través das ecuacións de cinemática que se basean na forza motriz do movemento. Como resultado, obtense unha ecuación diferencial para a velocidade e posición ao integrar. Porén, na cinética química, a molecularidade, que é o número de entidades moleculares reactivas, rexe a reacción en lugar dunha constante coma a aceleración, como se ve na animación dunha reacción SN2.

Peta Pikiran

Video Tanya Jawab

  • Que é a molecularidade nunha reacción química?

    A molecularidade defínese como o número de entidades moleculares reactivas involucradas nun evento microscópico químico que constitúe unha reacción elemental.

  • Como se mide a velocidade de reacción?

    A velocidade de reacción mídese relacionando o cambio nas concentracións dos reactivos e produtos ao longo do tempo, utilizando ecuacións diferencials.

  • Que é un exemplo de reacción de orde cero?

    Un exemplo é a liberación dun medicamento a partir da súa formulación sólida, onde a velocidade de liberación non depende da concentración.

  • Que describe a ecuación diferencial da aceleración?

    Describe o movemento dinámico dunha partícula establecendo unha relación entre forza e aceleración, cuxa integración leva ás ecuacións de velocidade e posición.

  • Cales son os parámetros principais para describir unha reacción química?

    Os parámetros principais son o orde da reacción, a constante de velocidade, e a vida media do reactivo ou produto.

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Gulir Otomatis:
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    una vez establecida la estrategia para
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    medir las velocidades de reacción y cómo
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    es posible establecerla únicamente a
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    partir de las especies involucradas es
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    sumamente útil relacionar a partir de
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    estos conceptos la manera en que las
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    concentraciones cambian con respecto al
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    tiempo esto es posible desarrollarlo
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    comparando la estructura comparando con
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    la estructura que permite desarrollar
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    las ecuaciones de cinemática basándose
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    en la fuerza motriz del movimiento que
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    será la forma como lo trabajaremos en
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    esta presentación como consecuencia de
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    estos modelos eh se obtienen dos
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    parámetros que pueden tomarse ya como
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    descriptores comparativos de la
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    velocidad de reacción eh de manera
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    generalizada siguiendo con la analogía
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    de la estructura matemática de las
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    ecuaciones de movimiento y
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    cinemática podemos partir del principio
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    básico de dicho movimiento que resulta
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    de la aplicación de una fuerza y la
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    aceleración asociada a dicha fuerza como
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    podemos ver
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    eh
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    esto proviene o permite obtener una
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    ecuación diferencial correspondiente a
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    la definición de aceleración y la
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    característica que
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    permite y que es característica para y
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    cuya característica es que permanece
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    constante y por lo tanto permite obtener
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    las ecuaciones clásicas de velocidad y
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    posición al integrar esta ecuación
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    podemos entonces observar Cómo se
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    convierten en esta y en esta
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    respectivamente definiendo la velocidad
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    como la primera derivada de la posición
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    con respecto al
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    tiempo la última ecuación que sería esta
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    de acá describe el movimiento Dinámico
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    de la partícula y es con la que
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    quisiéramos hacer una analogía en la
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    cinética química el principio de básico
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    en el cambio en el caso de una reacción
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    ya no está definida por una constante
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    como lo es la aceleración y sino que eh
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    está definido en función de la
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    molecularidad la molecularidad está
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    definida según el Golden Book de upac
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    como el número de entidades moleculares
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    reactivas que se encuentran involucradas
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    en el evento microscópico químico que
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    constituye una reacción
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    elemental podemos ver en la animación de
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    este lado derecho del panel que estamos
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    presentando eh
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    ejemplo en una reacción de sn2 cu
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    molecularidad des de dos porque tenemos
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    dos especies involucradas en la reacción
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    elemental teniendo cada una
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    una molecularidad aditiva en el
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    evento existen diversos casos de estudio
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    que permiten desarrollar los modelos
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    cinéticos en función de la reacción los
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    más comunes y directos se presentan a
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    continuación de lado izquierdo podemos
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    ver un orden Cero en este caso es
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    bastante especial dado que significaría
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    a nivel de la molecularidad que no
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    hay no hay ninguna especie química
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    involucrada en la reacción esto parece
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    contradictorio Pero puede observarse en
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    ciertos procesos de interés como por
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    ejemplo aquí en la liberación de un
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    medicamento a partir de su formul
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    sólida en este caso depende del el
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    mecanismo de liberación no depende de la
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    concentración de la especie que se está
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    liberando y como es como se ve es
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    posible establecer una ecuación
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    diferencial por lo tanto de la velocidad
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    como una constante como lo sería aquí la
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    velocidad de la tasa o
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    la razón de cambio de la concentración
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    de la especie que está liberando sería
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    igual a ante en este caso se hace
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    explícito que por lo tanto la
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    concentración de la especie sería lacero
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    al
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    resolver esta ecuación
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    diferencial se permite eh obtener una
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    ecuación análoga a la segunda ecuación
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    de cinemática puesto que ya obtenemos
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    una relación de concentración con
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    respecto al tiempo analizando la manera
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    más común en la que sucede una reacción
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    esta se da en la sección derecha es una
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    reacción bimolecular y eh con un
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    solo una sola especie una de cada una es
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    decir una sola molécula de cada especia
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    involucrada en la etapa elemental se
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    puede observar entonces que la velocidad
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    es proporcional a la concentración de la
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    reacción Si se quiere ahondar en esto de
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    una manera que sea más ilustrativa se
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    puede ver en un video de molecularidad
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    de esta misma serie y equiv y por lo
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    tanto tenemos que la presencia del
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    exponente es de uno al resolver la
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    ecuación diferencial el comportamiento
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    es exponencial o si iniciamos esta
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    ecuación resultante de la solución de la
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    ecuación tenemos eh una recta cuya
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    eh ordenada al origen y valor de y es un
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    logaritmo de esta manera podemos
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    establecer los fundamentos básicos del
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    comportamiento comportamiento cinético
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    Es decir de la concentración contra el
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    tiempo en base a su fuerza
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    motriz probablemente es mucho más
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    ilustrativo analizar este comportamiento
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    cinético de manera gráfica en el caso
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    del panel de la izquierda se encuentra
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    la Gráfica de orden
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    cero este orden es Entonces ese
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    exponente que habíamos visto en la
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    diapositiva anterior como podemos
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    contrastar el comportamiento es lineal y
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    la concentración por tanto de C de
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    manera proporcional al tiempo por otro
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    lado de lado derecho en este panel Se
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    observa el decaimiento exponencial de
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    una reacción de orden uno es decir cuy
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    exponente la solución de la ecuación
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    diferencial es
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    un el cambio de la especie química en
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    este caso es rápido y luego acercarse a
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    la asintota dado que la reacción está
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    mayormente determinada disminuye
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    considerablemente esto al tratarse de un
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    reactivo si fuera un producto sería una
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    exponencial positiva y entonces
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    tendríamos un crecimiento inicial muy
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    pronunciado y al
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    llegar cercano al equilibrio pues
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    tendríamos ya la asíntota mencionada
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    puesto que este comportamiento es
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    generalizable Entonces nos permite tomar
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    deducciones
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    importantes la primera y la más
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    inmediata es que podemos hacer el
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    análisis cinético de los órdenes de
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    reacción es es mediante la utilización
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    del valor descriptivo de la vida media
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    ese término Aunque puede ser algunas
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    veces utilizado de manera distinta en
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    algunas áreas por ejemplo protección
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    radiológica se tomará de esta manera en
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    esta explicación en protección
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    radiológica esto es un semiperíodo
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    es es se puede interpretar como la mitad
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    del área bajo la curva de la reacción
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    desde su inicio al equilibrio o
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    algebraicamente igualando t igual a t
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    medios es decir encontrar el valor C A C
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    medios perdón
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    eh esto significa que nosotros
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    tendríamos el área total posible y
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    dividirlo entre dos y ese sería en el
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    tiempo que se alcanza la vida media este
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    comportamiento perm permite establecer
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    de manera temporal entonces si la
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    reacción
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    es comparativamente rápida o lenta
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    porque entonces en una vida media en
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    segundos puede compararse con una vida
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    media de millones de años y saber en
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    realidad si las reacciones entre una y
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    otra pues eh se están dando de manera eh
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    rápida lenta o de qué
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    tipo se ahondará más eh explícitamente
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    En este contenido en
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    otras presentaciones pero aquí eh
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    podemos concluir que entonces el orden
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    la constante y la vida media son
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    parámetros de una reacción que nos
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    permiten establecer de manera ya sea
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    directa o
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    indirecta la velocidad de una reacción
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    de una manera lógica la vida media es la
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    más intuitiva porque nos dice
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    directamente en cuánto tiempo la mitad
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    del área bajo la curva tomando esta como
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    el total de producto o reactivo que se
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    puede
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    obtener va a suceder y por lo tanto es
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    fácilmente comparable de una manera muy
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    ilustrativa e intuitiva
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