quimica de las soluciones

8/18/2019 quimica de las soluciones

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5. Química de las Soluciones

Las soluciones son sistemas homogéneos formados básicamente por dos componentes.

Solvente y Soluto. El segundo se encuentra en menor proporción. La masa total de

la solución es la suma de la masa de soluto más la masa de solvente.

Las soluciones uímicas pueden tener cualuier estado físico. Las más comunes son las

líuidas! en donde el soluto es un sólido agregado al solvente líuido. "eneralmente agua

en la mayoría de los e#emplos. $ambién hay soluciones gaseosas! o de gases en líuidos!

como el o%ígeno en agua. Las aleaciones son un e#emplo de soluciones de sólidos en

sólidos.

La capacidad ue tiene un soluto de disolverse en un solvente depende mucho de la

temperatura y de las propiedades uímicas de ambos. &or e#emplo! los solventes polares

como el agua y el alcohol! están preparados para disolver a solutos iónicos como la

mayoría de los compuestos inorgánicos! sales! ó%idos! hidró%idos. &ero no disolverán a

sustancias como el aceite. &ero este si podrá disolverse en otros solventes como los

solventes orgánicos no polares.

'oncentración(



La concentración es la relación ue e%iste entre la cantidad de soluto y la cantidad de

solución o de solvente. Esta relación se puede e%presar de muchas formas distintas. )na

de ellas se refiere a los porcenta#es.

&orcenta#e masa en masa o peso en peso! *+m,m-(Es la cantidad en gramos de solutopor cada // gramos de solución. E#( )na solución 0+ m,m tiene 0 gramos de soluto

en // gramos de solución.

'omo fórmula! podemos e%presar esta relación así(

+m,m 1 % //

&orcenta#e masa en volumen *+m,v-( Es la cantidad en gramos de soluto por cada // ml

de solución. 2uí como se observa se combina el volumen y la masa. E#( )na solución

ue es 3+ m,v tiene 3 gramos de soluto en // ml de solución.

4órmula( + m,v 1 % //

&orcenta#e volumen en volumen *+v,v-( Es la cantidad de mililitros o centímetros cbicos

ue hay en // mililitros o centímetros cbicos de solución. E#( )na solución 6+ v,v

tiene 6 ml de soluto por // ml de solución.

4órmula( + v,v 1 % //

7tras formas son la 8olaridad! la 9ormalidad y la 8olaridad.

Es bueno recordad antes el concepto de mol. El mol de una sustancia es el peso

molecular de esa sustancia e%presada en gramos. Estos datos se obtienen de la tabla

periódica de los elementos.

Sumando las masas de los elementos se obtiene la masa de la sustancia en cuestión.

8olaridad( Es la cantidad de moles de soluto por cada litro de solución. 'omo fórmula(

8 1 n,:

8 1 8( 8olaridad. n( 9mero de moles de soluto. :( :olumen de solución e%presado en

litros.



9ormalidad( Es la cantidad de euivalentes uímicos de soluto por cada litro de solución.

'omo fórmula(

9 1 n e,:

9 1 9ormalidad. n e. ( 9mero de euivalentes del soluto. :( :olumen de la solución en

litros.

8olaridad( Es la cantidad de moles de soluto por cada /// gramos de solvente. En

fórmula(

m 1 n,;gs solvente

m 1 8olaridad. n( 9mero de moles de soluto por <g 1 /// gramos de solvente o ;g

de solvente.

La Solubilidad(

=La solubilidad es la medida o magnitud ue indica la cantidad má%ima de soluto uepuede disolverse en una cantidad determinada de solvente y a una temperaturadeterminada>.

Las unidades de e%presión para la solubilidad son variadas! en general se e%presa en g,l*gramos,litros-.

E#emplo( La solubilidad de la sal comn *cloruro de sodio- es de ?6/ g,l en agua a 0/@'.

Este valor indica ue en un litro de agua */// cc- a 0/@'! la cantidad má%ima de clorurode sodio ue se puede disolver es ?6/ gramos.

$ipos de soluciones con respecto a la solubilidad.

Solución Ansaturada( =Es auella en ue la cantidad de soluto disuelto es inferior a la

ue indica su solubilidad> esta solución se reconoce e%perimentalmente agregándole unapeueBa cantidad de soluto y esta se disolverá.

Solución Saturada( =Es auella en ue la cantidad de soluto disuelto es igual a la ue

indica su solubilidad>. Este tipo de solución se reconoce e%perimentalmente agregándoleuna peueBa cantidad de soluto y no se disolverá.



Solución Sobresaturada( =es auella en ue la cantidad de soluto disuelto es mayor a

la ue indica su solubilidad>. Este tipo de solución se reconoce e%perimentalmente por sugran =inestabilidad> ya ue al agitarla o al agregar un peueBo cristal de soluto *cristal desiembra o semilla de cristal- se provoca la cristaliCación del e%ceso de soluto disuelto.

4actores ue condicionan o modifican la solubilidad.

'omo se a comprobado mediante e%periencias cotidianas! hay sustancias muy solublesen agua *aCcar-! otras muy poco solubles y otras prácticamente insolubles *aceite-! por lotanto la solubilidad no posee siempre valor fi#o o constante sino ue depende de ciertosfactores ue harán de la solubilidad un valor ue puede ser aumentado o disminuidosegn sea el factor modificante y estas son los siguientes(

La $emperatura(

Este factor solo modifica la solubilidad de solutos sólidos y gaseosos! los líuidos no

sufren ninguna alteración en su solubilidad! solo hasta ue sean miscibles entre si *ue semeCclen-.

En el caso de los sólidos( en general un aumento de la temperatura provocara unaumento de la solubilidad aunue e%isten casos donde la solubilidad sufre una peueBavariación e incluso casos donde al aumentar la temperatura la solubilidad disminuye.

En el caso de los gases( un aumento de la temperatura produce siempre una disminuciónde la solubilidad y viceDversa. Si se coloca en un recipiente una peueBa cantidad debebida gaseosa! al ser calentada! se observa inmediatamente una efervescencia derivadadel escape de gas *dió%ido de carbono- de la solución. Si se calienta agua! esta pierde elaire disuelto en ella.

La &resión(

Este factor no produce alteración alguna en las solubilidades de sólidos y líuidos.

La presión modifica considerablemente la solubilidad de un gas y acta de la siguienteforma( =)n aumento de la presión producirá siempre un aumento de la solubilidad del gasy viceDversa! siempre ue la temperatura permaneCca constante> *la temperatura tambiénmodifica la solubilidad de un gas-. Esta modificación se conoce con términos matemáticoscomo =ley de enry> ue dice( =La solubilidad de un gas es directamente proporcional a lapresion del gas sobre la superficie del líuido a temperatura constante>.

Es to se puede comprobar facilmente con la siguiente e%periencia(Las bebidas y el champagne! contienen un gas disuelto *dio%ido de carbono- a una altapresion! sobre todo el champagne! de ahíue al abrirlos se produce una disminucion de lapresion y el gas escapa violentamente de la solucion. Esto se puede evitar un cierto gradoenfriando! ya ue como uno puede darse cuenta facilmente en el caso de los gases! susolubilidad varia en forma contraria con la preison y la temperatura.

9aturaleCa Quimica del Soluto y el Solvente(



Este factor podemos tomarlo en terminos sencillos en el siguiente sentido(

=)na sustancia podra ser muy soluble en un determinado solvente! pero esto no permiteasegurar ue lo sea en otros solventes>! para e#emplificar lo dicho! hay ue observar lasolubilidad del aCucar y el yodo *en g,//g de solvente a 0/@'-! utiliCando como solventesagua y alcohol.

S7L:E9$E 2F)'2G H7I7

2")2 JK /./0K

2L'77L /.K 0/.5

Se puede notar claramente ue el aCucar es muy soluble en agua pero poco soluble enalcohol! a su veC el yodo es muy poco soluble en agua pero muy soluble en alcohol.

En realidad la =9aturaleCa Quimica> tiene ue ver con el tipo de =)nion o Enlace Quimico>ue posee el soluto y el solvente! esto se puede resumir en la siguiente frase(

=Lo seme#ante disuelve a lo seme#ante>

Anformacion adicional(

Los enlaces uimicos los podemos encontrar de tres caracteristicas( A79A'7S! &7L2GESH 97 &7L2GES *El primero es union entre iones y el polar como su nombre lo indica! lamolecula tiene una estructura espacial ue presenta un polo positivo y otronegativo-.&or lo tanto! para ratificar la frase anterior hay ue observar el siguiente cuadro.

$A&7 IES7L:E9$E

$A&7 IES7L)'A79

ES &G7M2MLE Q)E SE 8EF'LE9 H47G8E9 )92 S7L)'A79N

&7L2G &7L2G SA

&7L2G 97 &7L2G 97

&7L2G A79A'7 SA

97 &7L2G &7L2G 97

97 &7L2G 97 &7L2G SA

97 &7L2G A79A'7 97



=$anto la agitacion como el grado de division de un soluto *molido o troCosgrandes- no son factores ue modifican el valor de la solubilidad! el unico efecto ue ellosproducen es modificar la velocidad del proceso de disolucion>.

p y alcalinidad

8edida de calidad de agua( el p

La calidad del agua y el p son a menudo mencionados en la misma frase. El p es unfactor muy importante! porue determinados procesos uímicos solamente pueden tenerlugar a un determinado p. &or e#emplo! las reacciones del cloro solo tienen lugar cuandoel p tiene un valor de entre 6!5 y 3.

El p es un indicador de la acideC de una sustancia. Está determinado por el nmero deiónes libres de hidrógeno *O- en una sustancia.La acideC es una de las propiedades más importantes del agua. El agua disuelve casitodos los iones. El p sirve como un indicador ue compara algunos de los iones mássolubles en agua.El resultado de una medición de p viene determinado por una consideración entre elnmero de protones *iones O- y el nmero de iones hidro%ilo *7D-. 'uando el nmero deprotones iguala al nmero de iones hidro%ilo! el agua es neutra. $endrá entonces un palrededor de J.El p del agua puede variar entre / y P. 'uando el ph de una sustancia es mayor de J!es una sustancia básica. 'uando el p de una sustancia está por deba#o de J! es unasustancia ácida. 'uanto más se ale#e el p por encima o por deba#o de J! más básica o

ácida será la solución.El p es un factor logarítmico cuando una solución se vuelve dieC veces más ácida! el pdisminuirá en una unidad. 'uando una solución se vuelve cien veces más ácida! el pdisminuirá en dos unidades. El término comn para referirse al p es la alcalinidad.

2ditivos de fluidos de perforación en yacimientospetrolíferos

Los aditivos de fluidos de perforación en yacimientos petrolíferos ayudan a las compaBías

de servicios para yacimientos petrolíferos a reducir el tiempo no productivo para susclientes dedicados a la e%ploración y producción! a través de perforaciones más eficientesy una estabilidad me#orada de los poCos.

http://www.lenntech.es/periodica/elementos/h.htm

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La funcionalidad polifacética de los fluidos de perforación e%ige el desarrollo de meCclas

de fluidos óptimas. La selección de aditivos de fluidos de perforación reuiere la

consideración de ciertos criterios! como el diseBo del poCo! la composición de las rocas!

las posibles temperaturas y presiones de la formación! la uímica del reservorio! la

protección de la Cona productiva y las reglamentaciones ambientales.

LubriCol fabrica aditivos para fluidos de perforación usados en sistemas de lodo con basede agua o aceite! además de gas comprimido. 9uestros aditivos se han vendido por

décadas en lugares ue cumplen con estrictas regulaciones ambientales! ue incluyen el

8ar del 9orte. 9uestras tecnologías de aditivos uímicos para fluidos de perforación se

destacan con la emulsión y dilución,dispersión de lodo con base de aceite. Estos aditivos

permiten crear una adecuada evaluación del fluido para euilibrar la presión de la

formación y optimiCar el flu#o de fluidos. $ambién fabricamos un aditivo para lubricante

específico ue mantiene fuertes películas de lubricación marginal en sistemas de lodo con

base de silicato especialiCados para la perforación de esuisto. 2demás! LubriCol ofrece

una diversa variedad de tecnologías a base de surfactantes ue ofrecen un buenrendimiento de los fluidos de perforación para humectabilidad! detergencia! capacidad de

dispersión! lubricidad y estabiliCación de la arcilla.

Gecientemente! LubriCol estableció un laboratorio de avanCada en ouston! $e%as! donde

nuestros científicos desarrollan aditivos para fluidos de perforación patentados. Estamos

enfocados en crear nuevos valores para compaBías de servicio ue traba#an con clientes

de e%ploración y producción para desarrollar recursos de hidrocarburos en condiciones

más difíciles! como poCos más profundos y de mayor temperatura! con restricciones

ambientales cada veC mayores en alta mar y en tierra.



6. Euilibrio uímicoEn un proceso uímico! el euilibrio uímico es el estado en el ue las actividadesuímicas o las concentraciones de los reactivos y los productos no tienen ningn cambioneto en el tiempo. 9ormalmente! este sería el estado ue se produce cuando unareacción reversible evoluciona hacia adelante en la misma proporción ue su reaccióninversa. La velocidad de reacción de las reacciones directa e inversa por lo general noson cero! pero! si ambas son iguales! no hay cambios netos en cualuiera de lasconcentraciones de los reactivos o productos. Este proceso se denomina euilibriodinámico.

Ley de acción de masas

La ley de acción de masas *L28! llamada así debido a ue en los inicios de la uímicacientífica la concentración fue denominada masa activa- es una generaliCación de lae%presión de la constante de euilibrio para cualuier tipo de reacciones. La e%presiónde esta ley fundamental fue propuesta en 36P por los uímicos noruegos 'ato8a%imillian "uldberg *3?6DK/0- y &eter Raage *3??DK//-! basándose en el estudioe%perimental de numerosas reacciones y en los traba#os del uímico francés 'laude LouisMerthellot *JP3D300- sobre la cinética de las reacciones uímicas.

https://es.wikipedia.org/wiki/Actividad_(qu%C3%ADmica)


https://es.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3n

https://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_reversible

https://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_reacci%C3%B3n

https://es.wikipedia.org/wiki/Equilibrio_din%C3%A1mico




https://es.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3n

https://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_reversible

https://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_reacci%C3%B3n





'onsideremos una reacción reversible general(

Ionde 2 y M son los reactivos! ' y I son los productos y a y b y d son los coeficientesesteuiométricos en la ecuación uímica balanceada.

Segn ley del euilibrio uímico o la ley de acción de masas o las concentraciones en unameCcla en euilibrio están relacionadas por la siguiente ecuación del euilibrio(

&ara cualuier proceso uímico en euilibrio! a una temperatura determinada! se cumpleue el cociente entre las concentraciones molares *moles,l- de los productos y de losreactivos! elevadas a sus respectivos coeficientes esteuiométricos! es una constante ue

depende de la temperatura! llamada constante de euilibrio denotada como( ! elsubíndice c indica ue las cantidades de los reactivos y de los productos estáne%presadas como concentraciones molares.

2sí! la constante de euilibrio es un nmero obtenido al multiplicar lasconcentraciones molares en el euilibrio de todos los productos y dividiendo esto por elproducto de las concentraciones molares en el euilibrio de todos los reactivos elevadas ala potencia de sus coeficientes esteuiométricos respectivos.

'on independencia de las concentraciones individuales en el euilibrio en un particulare%perimento uímico! la constante de euilibrio para una reacción uímica a unatemperatura particular siempre tiene el mismo valor.

La constante de euilibrio puede simboliCarse también por ! e%presa en función de las

presiones *en atmósferas- de los gases! considerados ideales! ue intervienen en unsistema homogéneo en estado gaseoso.

La constante de euilibrio nos indica en ué sentido se desplaCa la reacción. E%presa latendencia de los reactivos a convertirse en productos y viceversa. Está relacionada con lavariación de la energía de la reacción ue nos indica su espontaneidad.

Euilibrio acidoDbase en sistemas acuososSi una corriente eléctrica pasa por un alambre de cobre! el alambre no cambia! en tantoue los electrones fluyen por el alambre en todo su recorrido. El nmero de electrones en

el alambre no varia y no hay cambio uímico. &or otra parte! cuando una corriente pasapor a través de una solución electrolítica. Los electrones libres no fluyen por la solución! lacorriente en este caso es transportada por iones y en cada electrodo hay reaccionesuímicas.

En el siguiente traba#o analiCaremos algunas de las propiedades de las solucioneselectrolíticas y observaremos las teorías ue e%plican el comportamiento estudiado enestas soluciones! también estudiaremos las distintas disociaciones ue se dan en ácidos

http://www.wikillerato.org/index.php?title=Coeficientes_estequiom%C3%A9tricos&action=edit




http://www.wikillerato.org/index.php?title=Concentraciones_molares&action=edit



http://www.wikillerato.org/index.php?title=Concentraciones_molares&action=edit



polipróticos y bases polihidro%ilicas además estudiaremos como se da el producto iónicodel agua! ysus propiedades ácido base! además analiCaremos el índice de acideCobasicidad de las soluciones a través del cálculo del p.

'onocer los procesos de disociación de los distintos compuestos poli funcionales!

teniendo en cuenta las propiedades ácido básicas del agua y el producto iónico de lamisma! además de distinguir el p de las distintas soluciones.

• ES&E'A4A'7S

• Ieterminar la constante de ioniCación para las distintas etapas tanto en ácidoscomo en bases polifuncionales.

• Iescubrir las propiedades ácido base del agua.

• E%plicar la disociación iónica del agua.

• Ieterminar el p y p7 de una solución.

• 'onocer la importancia de un indicador en la medición de la acideC o basicidad deuna solución.

EL p H p7

El concepto de p *&otencial de idrógeno- fue definido porprimera veC por Soren &oerLauritC Sorensen *363DK?K- Miouímico danés!originalmente Sorensen. En el aBo deK/K.

La escala de p fue ideada para e%presar en forma adecuadadiferentes concentracionesdel ión *O- *ión idrógeno-! en variassoluciones sin necesidad de utiliCar nmeros enforma e%ponencial! debido a uecon frecuencia son nmeros muy peueBos y por lo tantoes difícil traba#arcon ellos! fue así entonces ue se decidió traba#ar con nmerosenterospositivos.

El p de una disolución se define como el logaritmo negativode la concentración del iónhidrógeno e%presado en *mol,litro-! la escala dep se define por la ecuación(

p 1 D log TOU

El logaritmo negativo proporciona un nmero positivo para elp! además el termino TOUcorresponde a la parte numérica de lae%presión para la concentración del ión hidrógeno.Iebido a ue el p soloes una manera de e%presar la concentración del ión hidrógeno!lasdisoluciones ácidas y básicas *05V'-! pueden identificarse por sus valores dep comosigue(



• Iisoluciones acidas( TOU W !/ % /DJ8! p X J.//

• Iisoluciones básicas( TOU X !/ % /DJ8! p W J.//

• Iisoluciones neutras( TOU 1 !/ % /DJ8! p 1 J.//

Se observa ue el p aumenta a medida ue el TOUdisminuye.

En el caso del 07 pura! tendremos(

La disociación del 07 es( 07 O 07Y ?7O O 7D

&or tanto T?7OU 1 T7DU 1 % /DJ mol,litro

p 1 D log T?7OU

p 1 D log T % /DJU

p 1 J

2 05V'! el p del agua pura y de cualuier solución acuosa ue contengaconcentraciones iguales de Aón hidronio y de ión hidro%ilo es J.

Ej: Calcúlese el pH de una solución cuya concentración de ión hidronio es 6,0 x 10 –

5 M

p 1 D log T6!/ % / 5U

1 D log T6!/ % / 5U

1 D Tlog 6!/ O log / 5U

p 1 D/!J3 O 5 1 P!00

)na escala seme#ante a la escala del p puede usarse para e%presar la concentración delión hidro%ilo de las soluciones.

El p7 se define como el logaritmo negativo de la concentración molar de iones *7- esdecir(

p7 ( D log T7DU

El p y el p7 se relacionan así(



T?7OU T7DU1 /DPlog T?7OU T7DU1 log /DP

Luego log T?7OU O log T7DU1D P *D log T?7OU-O *D log T7DU- 1 P

y decir( p O p7 1 P

Ejeplo !( 'ual es el p y p7 de una solución /!/// 8 dehidro%ido de sodio.

Solución(

El 9ao es un electrolito fuerte! su disociación es ( 9ao 9aO O7D

allemos entonces inicialmente el p7 así(

p7 1 D log T7DU

p7 1 D log T % /DPU

p7 1 D Tlog O log / DPU

p7 1 D log *DP- log /

p7 1 / *D P- log /

p7 1 / *D P- .

p7 1 P

'omo la suma del p y p7 en una solución es igual P! el ppuede determinarse!restando de P el valor de p7. En este caso(

p 1 P p7

p 1 P P

p 1 /

G, El p de la solución es / y el p7 1 P! lo cual indicaue la solución es básica ya ue

el p W J.

Este tipo de notación se ha e%tendido para incluir el términop<! ue se refiere aconstantes de euilibrio! por lo tanto p<a y &<bse refieren a los logaritmos negativos de lasconstantes de disociación de ácidoy base! respectivamente. Iebería observarsee%plícitamente ue el valor de p<para un ácido o base dados es una constante a unatemperatura dada! sinembargo! los valores de p y p7 varían progresivamente.



E#emplo ?.

'alcule el p de una solución /!5 4 de 9P7 si&<b 1 !3 % / D5

Solución(

9? O 07 9PO O 7 D

Anicio /!5 / /

G% Z Z Z

Euil /!5D % Z Z

Anicial G% Euilib

T9?U 1 /!5 Z /!5 %

T9POU 1 / Z Z

T7 DU 1 / Z Z

&<b 1 T9POUT7 DU 1 &<b 1 Z0 1!3 % /DD5

T9?U /!5 D %

[ Z0 1 /!K % /D5

Z 1 ? % / ?

Luego(

T7 DU 1 ? % / ?

p7 1 D log T7DU

p7 1 D log T? % / ?U

p7 1 D *log ? O log / ?-



p7 1 D T/!PJJ O *D?-U

p7 1 D *D0!50-

p7 1 0!50

p 1 P &7

p 1 P 0!50

p 1 !P3

J. $ermouímica



E9EG"A2 Q)\8A'2(

Es la energía liberada en el uiebre o absorbida en la formación de un enlace uímico.

La termouímica estudia el calor de la reacción provocada por el intercambio energético

del medio e%terno con los reactivos.

$oda reacción uímica absorbe o genera calor! o sea! hay siempre un intercambio de

energía. La emisión o absorción de luC! de calor! de electricidad! son manifestaciones de

esta energía ue pueden hasta provocar cambios de estado físico en los componentes de

las reacciones.

Ie acuerdo con la energía envuelta en las reacciones uímicas estas pueden ser

clasificadas de(

GE2''A79ES E9I7$]G8A'2S(

Que son las reacciones uímicas ue absorben calor! siendo por tanto! la energía final

*entalpía- de los productos! mayor ue la energía inicial de los reactivos. Ie esta forma la

variación de energía es positiva.

GE2''A79ES EZ7$]G8A'2S

Son las reacciones uímicas ue liberan calor! siendo por tanto la energía final *entalpía-

de los productos! menor ue la energia inicial de los reactivos. Ie ello se concluye ue la

variación energética va a ser negativa.

E9$2L&\2(

Es la grandeCa física! representa la medida de energía del sistema ue está disponible en

forma de calor! contando ue estamos a presión constante. En el sistema internacional de

unidades! la unidad de entalpía puede ser dada en <'al o ;ilocalorías y en ^ ou ^oule.

La representamos por el símbolo . &uede también ser definida de manera más simplista

como el contenido de energía de cada substancia participante de una reacción uímica y

su variación en este sistema como el calor liberado o absorbido cuando una

transformación ocurre a presión constante.



La velocidad de las reacciones uímicas depende de una serie de factores( la

concentración de las substancias reactivas! la temperatura de la luC! la presencia de

cataliCadores! superficie de contacto por e#emplo.

Estos factores nos permiten alterar la velocidad natural de una reacción uímica y veamos

el porué(

'79'E9$G2'A_9 IE GE2'$A:7S

'uanto mayor sea la concentración de reactivos! mas rapida será la reacción uímica.

Esta propiedad está relacionada con el nmero de colisiones entre las partículas! por

e#emplo(

)na muestra de viruta de acero! reacciona más rápido con ácido clorhídrico concentrado

de ue con ácido clorhídrico diluido.

$E8&EG2$)G2

Ie un modo general! cuanto mayor sea la temperatura! más rápidamente se procesa la

reacción. &odemos acelerar una reacción lenta! sometiendo los reactivos a una

temperatura más elevada. E#emplo( si cocinamos un alimento en una olla de presión! se

cocinará bastante más rápido! debido a la elevación de temperatura en relación a las ollas

comunes.

L)F

'iertas reacciones! las llamadas reacciones fotouímicas! pueden ser favorecidas y

aceleradas por la incidencia de la luC. Se trata de una reacción de fotólisis! o sea! de la

descomposición de una sustancia por acción de la luC. &odemos retardar la velocidad de

una reacción disminuyendo la cantidad de luC. &or e#emplo( la fotosíntesis! ue es el

proceso por el cual las plantas convierten la energía solar en energía uímica! es una

reacción fotouímica.

'2$2LAF2I7GES

Son sustancias capaces de acelerar una reacción. E#emplo( 2lgunos productos de

limpieCa contienen enCimas para facilitar la remoción de manchas y suciedades. Estas



enCimas favorecen el rompimiento de las moléculas de las sustancias responsables por

las manchas en te#idos y superficies varias.

S)&EG4A'AE IE '79$2'$7

'uanto mayor sea la superficie de contacto de los reactivos! mayor será la velocidad de

reacción. E#emplo( los antiácidos efervescentes cuando son triturados se disuelven más

rápido en agua! de ue el tiempo ue les toma si están en comprimidos enteros! esto es

porue la superficie de contacto aumenta cuando los trituramos y los hace reaccionar más

rápidamente en el agua.

Iefinición de Entalpía

El término entalpía es un término ue se utiliCa normalmente en el ámbito de la ciencia

física y ue sirve para designar a auel fenómeno mediante el cual la magnitud

termodinámica de un cuerpo o elemento es igual a la suma ue resulta de su propia

energía interna más el resultado de su volumen por la presión e%terior. Esta fórmula es

una fórmula muy comn de la física y de la termodinámica ue permite conocer

información sobre la reacción de diferentes elementos y fuerCas naturales en diferentes

condiciones. La palabra entalpía proviene del término griego enthalpos ue significa

calentar.

La entalpía forma parte de la información ue #unta y organiCa la termodinámica! una

parte de la ciencia física encargada de calcular magnitudes de energía. La entalpía

supone la cantidad de energía ue se pone en movimiento o en acción cuando se genera

presión constante sobre un determinado elemento u ob#eto material. 2sí! el sistema

termodinámico conocido como entalpía es el ue se puede utiliCar para conocer la energía

o los #oules *unidad ue se usa en este caso- contiene un elemento! por e#emplo un

alimento.

La fórmula de la entalpía termodinámica es la de 1 ) O p:. La entalpía es representada

oficialmente con la letra y en la ecuación es igual a la suma de la energía interna o )

con el volumen del elemento puesto a presión constante. 2sí! para conocer la entalpía de

un alimento por e#emplo para conocer sus calorías! se lo debe someter a presión

constante para conocer la energía liberada y esa energía más la cantidad de presión



aplicada sobre su volumen dará como resultado la entalpía.

ay otros tipos de entalpía como por e#emplo la uímica! auella ue tiene ue ver con la

reacción uímica de diferentes elementos cuando son puestos a prueba! por e#emplo

cuando se combinan elementos contrarios y se libera una determinada cantidad de

energía por e%pansión.

'alorimetría

La 'alorimetría es la parte de la física ue se encarga de medir la cantidad de calor

generada o perdida en ciertos procesos físicos o uímicos.

El aparato ue se encarga de medir esas cantidades es el calorímetro. 'onsta de un

termómetro ue esta en contacto con el medio ue esta midiendo. En el cual seencuentran las sustancias ue dan y reciben calor. Las paredes deben estar lo más

aisladas posible ya ue hay ue evitar al má%imo el intercambio de calor con el e%terior.

Ie lo contrario las mediciones serían totalmente erróneas.

$ambién hay una varilla como agitador para meCclar bien antes de comenCar a medir.

Másicamente hay dos tipos de calorímetros. Los ue traba#an a volmen constante y los

ue lo hacen a presión constante.

La cantidad de calor ue recibe o transmite un cuerpo esta determinada por la siguiente

fórmula(

Q 1 m % 'e % *$f $i-



Ionde Q es el calor! m es la masa del cuerpo! 'e es el calor específico del cuerpo! ue

esta determinada por el material ue lo compone. H la variación de temperatura se

representa por la diferencia entre $f y $i *temperatura final e inicial-.

'uando un cuerpo transmite el calor hay otro ue lo recibe. Este es el principio

del calorímetro. El termómetro es el ue determinara la temperatura final del proceso

también llamada temperatura de euilibrio. El líuido más usado es el agua! ue acta

como receptor de las calorías ue transmite el cuerpo. El calor específico del agua es de

cal ,grs V'. 'uando el agua hierve o se congela! este valor cambia. &ero por ahora

daremos e#emplos mientras este como agua líuida. Las unidades pueden variar. 2 veces

podemos ver otras unidades como ^,grsV' donde ^ es el #oule en lugar de la caloría.

2mbas son unidades en las ue se mide el calor.

&or e#emplo! si introducimos un troCo de cobre de 6/ gramos a //V' en 06/ ml de agua

a 3V'! y tenemos ue determinar la temperatura final del euilibrio! podemos calcularla

de la siguiente manera(

El calor ue cede el cobre será igual al calor ue recibe el agua. &or lo tanto(

Q 'u 1 O Q 07

El signo menos se le coloca al ue desprende calor y el signo más al ue absorve.

masa 'u % 'ecu % *$f //V'- 1 masa 07 % 'e07 % *$f 3V'-

6/ grs % */!/K? cal,Vc.gr - % *$f //V'- 1 06/ grs % * cal,Vc.gr - % *$f 3V'-

Solo ueda despe#ar la $f.

D5.53 cal,V' % *$f //V'- 1 06/ cal,V' % *$f 3V'-

2plicamos la propiedad distributiva(

D5.53 cal,V' $f O 553 cal 1 06/ cal,V' $f P63/ cal

553 cal O P63/ cal 1 06/ cal,V' $f O 5.53 cal,V' $f

50?3 cal 1 065.53 cal,V' $f

50?3 cal , 065.3 cal,V' 1 $f

K.J0V' 1 $f

'alor de disolución



El calor de disolución o entalpia de disolución *a presión constante-`soln es el calor generado o absorbido cuando cierta cantidad de soluto se disuelve en cierta cantidad dedisolvente. La cantidad `soln representa la diferencia entre la entalpía de la disoluciónfinal y la entalpía de los reactivos originales! como lo representa(

`soln 1 soln D componentes

9o es posible llevar a cabo esta medición! pero en un calorimetro a presión constante sepuede determinar la diferencia y por ende `soln. 2l igual ue los otros cambios deentalpía! para procesos e%otérmicos el signo de `soln será negativo *D-! y para procesosendotérmicos el signo será positivo *O-.

2naliCamos un e#emplo! 'uál será la entalpia de disolución *o calor de disolución- aldiluir 'loruro de sodio *9a'l- en aguaN

9a'l*s- DDD07DDDW 9aO*ac- O 'lD*ac- `soln 1 N

La energía *denominada energía reticular *)-- reuerida para separar completamente unmol de 9a'l y pasarlo a sus iones en estado gaseoso es de J33 ;^,mol.

&or otro lado! el cambio de entalpía asociado al proceso de hidratacion de los iones*`hidr- es de DJ3P ;^,mol.

&or lo tanto la suma de estas dos será `soln. J33;^,mol O *DJ3P;^,mol-1 P;^,mol. 'omolo mencionamos anteriormente el valor positivo uiere decir ue fue un procesoendotermico *absorve calor-. &or lo tanto cuando un mol de 9a'l se disuelve en aguaabsorve P;^ del ambiente.

'alor de dilución

http://zona-quimica.blogspot.com/2010/06/entalpia-estandar-de-formacion-y-de.html






'uando se le adiciona más disolvente a una solución! para disminuir la concentración delsoluto! es comn ue se libere o absorba calor adicional. El calor de dilución es el cambiode calor asociado al proceso de dilución.

'uando un proceso de disolución es endotérmico *absorbe calor- y a dicha solución se lediluye! posteriormente la misma disolución absorbe más calor de los alrededores. 'asocontrario es cuando un proceso de disolución es e%otermico! pues al adicionar disolvente!libererá más calor a los alrededores.

)n e#emplo de ello es el cido Sulfrico concentrado! ue si se intenta diluir adicionandoagua el recipiente estallará. La forma recomendada es al envase con agua agregar gota agota el 0S7P agitando para ue se disipe el calor.

3. Electrouímica



Geacciones redo%

)n tipo muy importante de reacciones son las denominadas de o%idaciónDreducción!también llamadas redo% o de transferencia de electrones. ay ue destacar el interésteórico de estas reacciones! ya ue gracias al desarrollo de esta parte de la Química se

establecieron los primeros indicios de la relación entre electricidad! estructura atómica yenlace uímico.

)n e#emplo de las mismas son las reacciones de combustión! cuya importanciaenergética ya has estudiado! y también hay reacciones redo% de tanto interés industrialcomo la obtención de metales *hierro mediante la reducción con carbón en un hornoalto o aluminio por electrolisis-! o la obtención de energía eléctrica de ba#o volta#e enpilas o acumuladores. La corrosión de metales! así como los procesos biológicos de larespiración y la fotosíntesis o los procesos ue suceden en las pilas son tambiénreacciones de o%idaciónDreducción.

4í#ate en la imagen( se está uemando el magnesio. En realidad! se está o%idando al

reaccionar con el o%ígeno del aire! formando ó%ido de magnesio y desprendiéndose unagran cantidad de energía en forma de luC y calor.

El litio es un metal muy reactivo. $anto! ue reacciona violentamente con el agua!produciendo una disolución de hidró%ido de litio! en la ue hay iones LiO. En el vídeopuedes ver la llamarada producida en la reacción.

El magnesio no reacciona con agua! pero sí lo hace con ácido clorhídrico! dando lugar auna disolución de cloruro de magnesio! 8g'l0! en la ue hay iones 8g0O!

desprendiéndose gas hidrógeno. La simulación muestra el proceso a escala departículas.

El hierro se o%ida por acción del aire y del agua! dando lugar a ó%ido e hidró%ido dehierro! en los ue hay iones 4e0O o 4e?O. 7bserva el puente o%idado por la acción de losagentes atmosféricos.



'ómo puedes e%plicar ue se produCcan estas reacciones redo%N Es posiblepredecir si una reacción redo% se va a producir o noN

H una veC ue sabes ue una reacción redo% se produce! cómo se puede aprovecharpara obtener energía eléctricaN Es decir! cómo se monta una pilaN En la imagen tienes

una pila de las ue más se utiliCan.

H al revés! cómo se pueden producir reacciones uímicas no espontáneas utiliCandocorriente eléctricaN

La Electrouímica estudia la relación entre reacciones uímicas y corriente eléctrica.

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