Cinética química

  El siguiente texto es un resumen del Capítulo 13: Cinética química, del libro ''Química'' 11ed, de Chang Raymond , basándose en los objetivos del curso Química General II (QU-0102) de la Universidad de Costa Rica, en I ciclo del 2015.

 Toda la información se extrae del libro excepto lo que escribo como ''NOTA:'' estas serán explicaciones de mi parte, con las cuales intento dejar más en claro de lo que se está hablando o para resumir grandes fragmentos.

13.1 La rapidez de una reacción.

1. Definir rapidez de reacción

2. Calcular rapidez promedio de reacción de formación de productos y consumo de reactivos.

3. Definir rapidez instantánea

4. Establecer la constante de rapidez.

5. Establecer la rapidez de una reacción con la estequiometría de esa reacción.

1. La rapidez de reacción , se refiere al cambio en la concentración de un reactivo o de un producto con respecto del tiempo (M/s).

2. Para la reacción A → B, la rapidez se expresa como

donde ∆[A] y ∆[B] son los cambios en la concentración (molaridad) en determinado

periodo ∆t. Debido a que la concentración de A disminuye durante un intervalo, ∆[A] es

una cantidad negativa. La rapidez de reacción es una cantidad positiva, de modo que es

necesario un signo menos en la expresión de la rapidez para que la rapidez sea positiva.

Por otra parte, la rapidez de formación del producto no requiere un signo de menos

porque ∆[B] es una cantidad positiva (la concentración de B aumenta con el tiempo).

Estas rapideces son rapideces promedio porque representan el promedio durante cierto periodo ∆t.

3. 

Equilibrio químico

 El siguiente texto es un resumen del Capítulo 14: Equilibrio Químico, del libro ''Química'' 11ed, de Chang Raymond , basándose en los objetivos del curso Química General II (QU-0102) de la Universidad de Costa Rica, en I ciclo del 2015.
 Toda la información se extrae del libro excepto lo que escribo como ''NOTA:'' estas serán explicaciones de mi parte, con las cuales intento dejar más en claro de lo que se está hablando o para resumir grandes fragmentos.

14.1 El concepto de equilibrio y la constante de equilibrio.
1. Establecer lo que se entiende por equilibrio químico y reconocer que éste es dinámico.
2. Establecer el concepto de equilibrio físico, en cambios de fase.
3. Establecer el concepto de constante de equilibrio K.
4. Estimación del grado de transformación en una reacción en base al valor de la constante de equilibrio.

 El equilibrio químico se alcanza cuando las rapideces de las reacciones en un sentido y en otro se igualan, y las concentraciones de los reactivos y los productos permanecen constantes.
 El equilibrio químico es un proceso dinámico. ''NOTA:Un movimiento contaste, de productos a reactivos y viceversa, siempre en iguales cantidades para seguir manteniendo las concentraciones constantes.''
 El equilibrio entre dos fases de la misma sustancia se denomina equilibrio físico porque los cambios que suceden son procesos físicos. 
 Ejemplo de equilibrio físico:
 La evaporación de agua en un recipiente cerrado a una temperatura determinada. En este caso, el número de moléculas de H2O que dejan la fase líquida y las que vuelven
a ella es el mismo:

• H₂O(l) →  H₂O(g)

 La constante de equilibrio

 Reacción al equilibrio:

• aA + bB → cC + dD

Donde a, b, c y d son coefi cientes estequiométricos de las especies reactivas A, B, C y D.

Para la reacción a una temperatura dada:

• K = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b               (14.2)  

 NOTA: K es un cociente (resultado de una división) cuyo numerador es [C]^c[D]^d  (productos) y el denominador [A]^a[B]^b  (reactivos)

Donde K es la constante de equilibrio.La ecuación (14.2) es la expresión matemática de
la ley de acción de masas , propuesta por los químicos noruegos Cato Guldberg1 y Peter
Waage2 en 1864. Esta ley establece que para una reacción reversible en equilibrio y a
una temperatura constante, una relación determinada de concentraciones de reactivos y
productos tiene un valor constante K (la constante de equilibrio). Observe que, aunque
las concentraciones pueden variar, el valor de K para una reacción dada permanece constante, siempre y cuando la reacción esté en equilibrio y la temperatura no cambie.

Propiedades periódicas de los elementos

1)Radio atómico: “Representa la distancia que existe entre el núcleo y la capa de valencia (la más externa). Por medio del radio atómico es posible determinar el tamaño del átomo.1” La tendencia del radio atómico y por lo tanto el tamaño atómico  en la tabla periódica, aumenta hacia abajo y hacia la izquierda. 2) Energía de ionización: “La energía de ionización, también llamada potencial de ionización, es la energía que hay que suministrar a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental, para arrancarle el electrón más débil retenido.1” “La segunda energía de ionización representa la energía necesaria para arrancar un segundo electrón y su valor es siempre mayor que la primera.1” Conforme se van arrancando una electrón más, la energía de ionización es mayor a la anterior. La tendencia de la energía de ionización en la tabla periódica, aumenta hacia arriba y hacia la derecha. 2a) Comentar el comportamiento del Berilio, Nitrógeno, Magnesio y Fósforo en su primera energía de ionización. “En el caso del berilio y el nitrógeno se obtienen valores más altos que lo que podía esperarse por comparación con los otros elementos del mismo periodo. Este aumento se debe a la estabilidad que presentan las configuraciones s2 y s2p3, respectivamente.1” Este comportamiento se debe a que los elementos alcalino-térreos y los nitrogenoides tienen configuración  electrónicas más estables ya que en el caso de los alcalinos térreos tienen tu orbitas s lleno un par de electrones y en los nitrogenoides tiene el primer nivel de energía lleno y en el segundo nivel semilleno, un electrón en cada orbital p, en cada caso esto produce estabilidad. 3) Afinidad Electrónica: “Es la energía liberada cuando un átomo gaseoso en su estado fundamental capta un electrón libre y se convierte en un ión mononegativo.1”  La tendencia de la afinidad electrónica en la tabla periódica, aumenta hacia arriba y hacia la derecha.  3a) Escribir la ecuación que la representa cuando el proceso es exotérmico. X +e- -----> X- - A.E. En el caso de un proceso exotérmico, libera energía por lo tango la afinidad electrónica es negativa. 3b) Escribir la ecuación que la representa cuando el proceso es endotérmico. X +e- -----> X- + A.E. En el caso de un proceso endotérmico, absorbe energía por lo tango la afinidad electrónica es positiva. 4) Electronegatividad: “la electronegatividad es la tendencia o capacidad de un átomo, en una molécula, para atraer hacia sí los electrones.1” La tendencia de la electronegatividad en la tabla periódica, aumenta hacia arriba y hacia la derecha. Bibliografía: 1.Educaplus.org. http://educaplus.org/properiodicas/radatomico.html (accesado  Junio 6, 2014). 2.Educaplus.org. http://educaplus.org/properiodicas/energioniza1.html (accesado  Junio 6, 2014). 3.Educaplus.org http://educaplus.org/properiodicas/afinidad.html (accesado  Junio 6, 2014). 4.Educaplus.org. http://educaplus.org/properiodicas/electroneg.html (accesado  Junio 6, 2014).  Formato de bibliografía (referencias /citas): estilos de la ACS

Densidad

Para medir la densidad de un objeto es necesario medir la masa y el volumen ya que “La densidad de un objeto es el cociente entre su masa y su volumen.¹”.  Por lo tanto la densidad es una propiedad específica, no depende de la masa de la sustancia, es el cociente de dos densidades extensivas por lo tanto al hacer el cálculo las masas se cancelan.

•  Fórmula de densidad:  ρ = m/V

 En donde  ρ es la densidad, m es la masa y V es el volumen

La densidad se da de acuerdo a una temperatura .“Como el volumen de la mayoría de sustancias cambian cuando éstas se calientan o enfrían, su densidad depende de la temperatura.²”

Densidad relativa o peso específico

Es una comparación de densidades entre dos cuerpos o sustancias, se puede aclarar en las siguientes citas:

“El término densidad relativa o peso específico expresa la razón entre las densidades de dos cuerpos³” 

“La densidad relativa de una sustancia es la razón de su masa contenida en un volumen dado con respecto a la masa de un volumen idéntico de agua a la misma temperatura.¹”

Esto quiere decir que la gravedad específica, densidad relativa o peso específico es el cociente de la densidad de una sustancia a la densidad del agua o a la densidad de otra sustancia en la misma cantidad de volumen y en la misma temperatura, Mientras que la densidad de una sustancia es el cociente de la masa de la sustancia y su volumen.

Bibliografía:

1.  Holum, J.R.: “Fundamentos de Química general, Orgánica y Bioquímica”,; Limusa S.A. De C.V.; México, 2000, p 42.

2.  McMurry E.; John y Fay C.; Robert. “Química general”, (5th ed); PEARSON EDUCACIÓN; México, 2009, p 16.

3. Palmer, C.I.; Bibb, S.F.; Jarvis, J. A.; Mrachek,: “Matemáticas prácticas”, segunda edición; Editorial Reverté, S.A., New York, 1979, p 67.

  

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