domingo, 11 de enero de 2009

REACCIONES DE OXIDO-REDUCCIÓN

Las reacciones de oxido reducción son reacciones de transferencia de electrones.

OXIDACION: es una pérdida de electrones y la especie que experimenta tal pérdida de electrones aumenta su Número de Oxidación o Carga eléctrica.

REDUCCION: es una ganancia de electrones y la especie que experimenta tal ganancia de electrones disminuye su Número de Oxidación o Carga eléctrica.

Aº = A+ + e- Semirreacción de oxidación
Bº + e- = B- Semirreacción de reducción

Toda semirreacción correctamente escrita presenta el correcto......

a) BALANCE DE MASA
b) BALANCE DE CARGA

REDUCTORES Y OXIDANTES

Aº + Bº = +A + B-
se oxida, es el reductor se reduce, es el oxidante

LAS PILAS O CELDAS GALVÁNICAS

Corresponden a reacciones redox cuyo potencial eléctrico es positivo, ΔE0 > 0, es decir reacciones que (en el sentido directo) evolucionan espontáneamente liberando energía química a la forma de energía eléctrica.

S. de oxidación Aº (s) = A+a + ae- /*b E0A
S. de reducción B+b + be- = Bº (s) /*a -E0B


ΔE0 = E0A + ( -E0B )
ΔE0 > 0

LA ELECTROLISIS

Corresponden a reacciones redox cuyo potencial eléctrico es negativo, ΔE0 <>

S. de reducción A+a + ae- = Aº (s) /*b - EºA
S. de oxidación Bº (s) = B+b + be- /*a EºB


ΔE0 = E0B + ( -E0A )
ΔE0 <>


Ecuación en relacion a la carga con el nº de electrones
Δn e- = q ( Coulomb ) / 96500 (Coulomb/ mol de e-)

Formula para la intesidad de corriente
I = q/t

LA CORROSIÓN DE LOS METALES

La corrosión es definida como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. De manera más general puede entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma más estable o de menor energía interna. Siempre que la corrosión esté originada por una reacción electroquímica (oxidación), la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, la salinidad del fluido en contacto con el metal y las propiedades de los metales en cuestión. Otros materiales no metálicos también sufren corrosión mediante otros mecanismos.
La corrosión puede ser mediante una reacción química (
oxidorreducción) en la que intervienen dos factores:
  • la pieza manufacturada
  • el ambiente

VELOCIDAD DE REACCIÓN Y EQUILIBRIO QUÍMICO.

Se ha encontrado experimentalmente que para cualquier sistema químico en equilibrio del tipo:
xA + yB + ... = mP + nQ + ...
La concentración de los reactivos satisface la siguiente condición general:

Pexp(m) * Qexp(n)
______________= k= constante
Aexp(x) * Bexp(y)

El principio de Le Chatelier

Cuando se aplica una restricción a un sistema químico en equilibrio, el sistema se alterará de tal manera que elimine la restricción. O lo que es lo mismo, al aplicar una tensión al sistema esta causará que cambie de manera que se minimice dicha tensión.
Las dos restricciones principales aplicables a los sistemas químicos son:

  • Alteración de la temperatura
  • Alteración de la concentración

Efecto de la temperatura en el equilibrio


Cuando una reacción procede absorbiendo o generando calor en una dirección dada, el principio de Le Chatelier nos permite predecir como se alterará la posición del equilibrio al cambiar la temperatura. Así:


A + B = C + D (producción de calor)


Subir la temperatura del sistema, causará que la reacción proceda de manera que se pueda eliminar el calor aplicado. Si la posición del equilibrio favorece la formación de C + D, al subir la temperatura la composición del equilibrio se desplazará a la izquierda favoreciendo la producción de A + B.
Lo anterior quiere decir que al subir la temperatura:

  • En las reacciones exotérmicas:Reactivos = Productos + calor DH (-)la posición del equilibrio cambia a la izquierda
  • Y en las reacciones endotérmicas:Reactivos + calor = Productos DH (+) la posición del equilibrio cambia a la derecha

Efecto de la concentración en el equilibrio

Ahora, ¿que ocurre al cambiar la concentración de los reactivos o de los productos en una reacción?
Nótese que la Keq no cambia al cambiar la concentración de los reactivos, cambia la posición del equilibrio.
Al cambiar la concentración añadiendo o removiendo un producto o reactivo, estamos ejerciendo una tensión, para eliminarla, el sistema cambiará.

Efecto de la presión en el equilibrio

¿Que ocurre al cambiar la presión de una reacción?
Aunque las variaciones en la presión, tampoco afectan la constante de equilibrio, si pueden cambiar la posición del equilibrio, específicamente en los procesos donde cambia el volumen.

Reacaciones acido-base

El agua tiene una serie de propiedades que la hacen muy especial, estas se deben a su geometría y a los átomos que la componen. Así, una molécula de agua forma enlaces intramoleculares con otras, pero además puede ocurrir que al chocar con ellas, pierda o gane un hidrógeno. Este fenómeno se conoce como auto-ionización. Al este proceso se le clasifica como una reacción ácido base.

Definición de Brönsted:
Un ácido es aquella especie que dona protones
Una base es aquella especie que acepta protones.

Definición de Lewis:
Un ácido es aquella especie que acepta pares electrónicos
Una base es aquella especie que dona pares electrónicos

Formulas fundamentales para el trabajo con acidos y bases

Kw = [ H+ ] [ OH-] = 10 -14

pH = - log [ H+ ] y pOH = - log [ OH-]

[ H+ ] = antilog -pH y [ OH- ] = antilog - pOH

pH + pOH = 14



SOLUCIONES

Soluto : Componente (s) que se encuentra (n) , comparativamente, en menor proporción
Solvente : Componente que se encuentra, comparativamente en mayor proporción.

La solubilidad es la mayor cantidad de soluto, que en forma estable, puede disolverse (mezclarse) en una determinada cantidad de solvente bajo condiciones determinadas de Presión y Temperatura.


Relaciones principales para el trabajo con soluciones

masa soluto= Nº de moles * Mr

Densidad solucion= Masa solucion/Volumen solución

Ecuaciones para la derminación de las concetraciones de las soluciones

Porcetaje en peso peso
% p/p= (Masa soluto/Masa solución)* 100

Molaridad(M)
M=n soluto/V solución

Molalidad(m)
m=n soluto/ Masa solvente

Fracciones Molares
x soluto= n soluto/ n soluto + n solvente
x solvente= n solvente/ n solvente + n soluto
x soluto + x solvente= 1

CAMBIOS DE CONCENTRACIÓN POR VARIACIÓN DE LA CANTIDAD DE SOLVENTE

M i * V i = M f * V f







EL CONCEPTO DE MOL Y SUS APLICACIONES

El valor 6,023 10exp23 fué determinado por Avogadro mediante cálculos estadísticos acerca de sistemas gaseosos y de ahí que se reconoce como el Número de Avogadro ( N ).
N = 6,023 .10exp 23
Este valor pasa a ser de importancia central en la química cuantitativa y es la base de la definición del concepto de mol.

DEFINICIÓN DE MOL
Un Mol es 6,023 10 23 unidades.


DEFINICIÓN DE PESO ATOMICO
El Peso Atómico de un elemento ( A r ) es la masa de un mol de átomos de tal elemento expresada gramos.

DEFINICIÓN DE PESO MOLECULAR
El Peso Molecular ( M r ) de una sustancia es la masa de un mol de moléculas de tal sustancia expresada en gramos.

Ecuaciones para el trabajo de moles

n = N° moles de moléculas Sustancia = masa Sustancia / M r Sustancia

N° de moléculas Sustancia = N° de moles de moléculas Sustancia* N

N° de átomos Elemento = N° moléculas Sustancia * Atomicidad Elemento

N° de moles de átomos Elemento= N° de moles de moléculasSustancia* Atomicidad Elemento

N° de átomos Elemento = N° de moles de átomos Elemento * N

masa Elemento = N° de moles de átomos Elemento * A r Elemento

% Elemento = (masa Elemento/ masaSustancia ) 100

PROPIEDADES INTENSIVAS Son aquellas propiedades del sistema cuyo valor no depende del tamaño del mismo, es decir son independientes de la masa del sistema.
PROPIEDADES EXTENSIVAS Son aquellas propiedades del sistema cuyo valor sí depende del tamaño del mismo, es decir son dependientes de la masa del sistema.

% Elemento = (Atomicidad Elemento A r Elemento / M r Sustancia )*100

Densidad = masa / Volumen

Ecuación de Estado de los Gases Ideales cuya expresión más común es :

PV = n R T donde R = 0,082 (L atm / mol °K)

DETERMINACIÓN DE FÓRMULAS EMPÍRICAS Y MOLECULARES

Mostraremos a continuación la forma sistemática de determinar las fórmulas empíricas y las moleculares haciendo uso de los conceptos de Ar y Mr.

ANALISIS QUÍMICO ___ Ar___> FÓRMULA EMPÍRICA ___Mr__> FÓRMULA MOLECULAR
Composición % Relación en el número de Atomos Número Exacto de átomos


CALCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

Datos personales