Momento 4

Momento 4

1. Gases

   • Es un estado de agregación de la materia en el cual, bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, sus moléculas interaccionan débilmente entre sí, sin formar enlaces moleculares.
     • Leyes de los gases
       • Relación presión-volumen: ley de Boyle
         • estudió en forma sistemática y cuantitativa el comportamiento de los gase
       • Relación temperatura-volumen: ley de Charles y de Gay-Lussac
         • Sus estudios mostraron que, a una presión constante, el volumen de una muestra de gas se expande cuando se calienta y se contrae al enfriarse.
       • Relación entre volumen y cantidad: ley de Avogadro
         • estableció que a la misma temperatura y presión, volúmenes iguales de diferentes gases contienen el mismo número de moléculas
     • presion de un gas
       • Los gases ejercen presión sobre cualquier superfi cie con la que entren en contacto, ya que las moléculas gaseosas se hallan en constante movimiento
         • Unidades del SI para la presión
           • La velocidad se define como el cambio en la distancia en función del tiempo,La unidad SI de velocidad es m/s, aunque también se utiliza cm/s,En este contexto, la unidad SI de fuerza es el newton (N),la presión se defi ne como la fuerza aplicada por unidad de área y La unidad SI de presión es el pascal (Pa)
         • presion atmosferica
           • Los átomos y las moléculas de los gases en la atmósfera, están sujetos a la atracción gravitacional de la Tierra
     • Ecuación del gas ideal
       • explica la relación entre las cuatro variables P, V, T y n. Un gas ideal es un gas hipotético cuyo comportamiento de presión volumen y temperatura se puede describir completamente con la ecuación del gas ideal
     • Estequiometría de los gases
       • describe las relaciones cuantitativas entre los reactivos y los productos en las reacciones químicas
     • Ley de Dalton de las presiones parciales
       • Establece que la presión de una mezcla de gases, que no reaccionan químicamente, es igual a la suma de las presiones parciales que ejercería cada uno de ellos si sólo uno ocupase todo el volumen de la mezcla, sin variar la temperatura.
     • teorai cincetica de los gases
       • es una teoría física y química que explica el comportamiento y propiedades macroscópicas de los gases

2. Propiedades fisicas de la disoluciones

   • son mezclas homogéneas en la cual intervienen el soluto y el disolvente, las mismas que pueden estar en estado líquido, sólido o gaseoso
     • Tipos de disoluciones
       • Una disolución saturada contiene la máxima cantidad de un soluto que se disuelve en un disolvente en particular, a una temperatura específi ca
       • Una disolución no saturada contiene menor cantidad de soluto que la que es capaz de disolver
       • una disolución sobresaturada, contiene más soluto que el que puede haber en una disolución saturada. Las disoluciones sobresaturadas no son muy estables
       • La cristalización es el proceso en el cual un soluto disuelto se separa de la disolución y forma cristales
     • Enfoque molecular del proceso de disolución
       • Las atracciones intermoleculares que mantienen juntas las moléculas en líquidos y sólidos también tienen una función importante en la formación de las disoluciones
         • una molécula de disolvente depende de la fuerza relativa de tres tipos de interacciones
           • interacción disolvente-disolvente, interacción soluto-soluto , interacción disolvente-soluto
     • Unidades de concentración
       • a su concentración, es decir, la cantidad de soluto presente en determinada cantidad de una disolución
         • Tipos de unidades de concentración
           • El porcentaje en masa: es la relación de la masa de un soluto en la masa de la disolución, multiplicado por 100%
           • . La fracción molar de un componente de una disolución, el componente A, se representa como X
           • defi nimos la molaridad como el número de moles de soluto en 1 L de disolución
           • La molalidad es el número de moles de soluto disueltos en 1 kg (1 000 g) de un disolvente
     • efectos
       • Efecto de la temperatura en la solubilidad
         • La temperatura afecta la solubilidad de la mayor parte de las sustancias
           • La solubilidad de los gases y la temperatura
             • En relación con la temperatura, los gases disueltos en líquidos se comportan de forma inversa a como lo hacen los sólidos
           • Solubilidad de los sólidos y la temperatura
             • La solubilidad de un soluto en un determinado solvente principalmente depende de la temperatura
       • Efecto de la presión en la solubilidad de los gases
         • la presión externa no tiene infl uencia sobre la solubilidad de líquidos y sólidos, pero afecta enormemente la solubilidad de los gases
     • Propiedades
       • Propiedades coligativas de las disoluciones de no electrólitos
         • son propiedades que dependen sólo del número de partículas de soluto en la disolución y no de la naturaleza de las partículas del soluto
           • Las propiedades coligativas son
             • Disminución de la presión de vapor
               • La presión de vapor de un disolvente desciende cuando se le añade un soluto no volátil. Este efecto es el resultado de dos factores: la disminución del número de moléculas del disolvente en la superficie libre.
             • Elevación del punto de ebullición
               • es la temperatura a la cual su vapor de presión iguala a la presión atmosférica externa. Debido a que la presencia de un soluto no volátil disminuye la presión de vapor de una disolución, también debe afectar el punto de ebullición de la misma
             • Disminución del punto de congelación
               • Se conoce como descenso crioscópico o depresión del punto de fusión a la disminución de la temperatura del punto de congelación que experimenta una disolución respecto a la del disolvente puro.Se observa que la temperatura de congelación de la disolución sigue una curva descendente a medida que aumenta la molalidad.
             • Presión osmótica
               • puede definirse como la presión que se debe aplicar a una solución para detener el flujo neto de disolvente a través de una membrana semipermeable
       • Propiedades coligativas de las disoluciones de electrólitos
         • un método diferente del que se utiliza para las propiedades coligativas de los no electrólitos. La razón de esto es que los electrólitos en disolución se disocian en iones; por lo tanto, cuando se disuelve una unidad de un compuesto de un electrólito se separa en dos o más partículas
           • En realidad, las propiedades coligativas de las disoluciones de electrólitos son más pequeñas de lo que se espera, porque a concentraciones elevadas intervienen las fuerzas electrostáticas y forman pares iónicos. Un par iónico está formado por uno o más cationes y uno o más aniones unidos mediante fuerzas electrostáticas.
     • Coloides
       • es un sistema físico-químico que se encuentra formado por dos fases: las partículas dispersas (fase dispersa) y el medio dispersante (fase continua). Las partículas y el solvente forman una mezcla inhomogénea, es decir, en el límite entre lo homogéneo y lo heterogéneo.
         • Coloides hidrofílicos
           • Los coloides hidrofílicos son disoluciones que contienen moléculas muy grandes, como proteínas.
         • Coloides hidrofóbicos
           • los coloides hidrofóbicos no son estables en agua y sus partículas forman conglomerados, como gotas de aceite en agua, que se distribuyen en una película oleosa en la superfi cie del agua

3. Reacciones en disolucion acuosa

   • Muchas reacciones químicas y prácticamente todos los procesos biológicos se llevan a cabo en un medio acuoso
     • Propiedades generales de las disoluciones acuosas
       • es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. El soluto es la sustancia presente en menor cantidad, y el disolvente es la sustancia que está en mayor cantidad. Una disolución puede ser gaseosa, sólida o líquida
         • Propiedades electrolíticas
           • Todos los solutos que se disuelven en agua se agrupan en dos categorías: electrólitos y no electrólitos
             • Un electrólito es una sustancia que, cuando se disuelve en agua, forma una disolución que conduce la electricidad
             • Un no electrólito no conduce la corriente eléctrica cuando se disuelve en agua.
     • Reacciones de precipitación
       • es un tipo común de reacción en disolución acuosa que se caracteriza por la formación de un producto insoluble o precipitado. Un precipitado es un sólido insoluble que se separa de la disolución.
         • Ecuaciones moleculares, ecuaciones iónicas y ecuaciones iónicas netas
           • Una ecuación molecular es útil porque aclara la identidad de los reactivos
           • una ecuación iónica, en la que se muestran las especies disueltas como iones libres
           • la ecuación iónica neta, que sólo muestra las especies que realmente participan en la reacción
         • Solubilidad
           • Esto depende de la solubilidad del soluto, que se defi ne como la máxima cantidad de soluto que se disolverá en una cantidad dada de disolvente a una temperatura específi ca
     • Reacciones ácido-base
       • es una reacción química que ocurre entre un ácido
         • Propiedades generales de ácidos y bases
           • Ácidos
             • 1-Los ácidos tienen sabor agrio; por ejemplo, el vinagre debe su sabor al ácido acético, y los limones y otros frutos cítricos contienen ácido cítrico. 2-Los ácidos ocasionan cambios de color en los pigmentos vegetales; por ejemplo, cambian el color del papel tornasol de azul a rojo. 3-Los ácidos reaccionan con algunos metales, como zinc, magnesio o hierro para producir hidrógeno gaseoso
           • bases
             • 1-Tienen sabor amargo. 2-Se sienten resbaladizas; por ejemplo, los jabones, que contienen bases, muestran esta propiedad. 3-Producen cambios de color en los colorantes vegetales; por ejemplo, cambian el color del papel tornasol de rojo a azul. 4-Las disoluciones acuosas de las bases conducen la electricidad.
         • Ácidos y bases de Brønsted
           • Un ácido de Brønsted es un donador de protones, y una base de Brønsted es un aceptor de protones
         • Neutralización ácido-base
           • es una reacción entre un ácido y una base. Generalmente, en las reacciones acuosas ácido-base se forma agua y una sa
     • Reacciones de oxidación-reducción
       • se consideran como reacciones de transferencia de electrones. Las reacciones de oxidación-reducción forman una parte importante del mundo que nos rodea. Comprenden desde la combustión de combustibles fósiles hasta la acción de los blanqueadores domésticos
         • Número de oxidación
           • Las defi niciones de oxidación y reducción, en términos de pérdida y ganancia de electrones, se aplican a la formación de compuestos iónicos como el MgO y a la reducción de iones Cu21 por el Zn
         • Tipos de reacciones redox
           • Reacciones de combinación
             • es una reacción en la que dos o más sustancias se combinan para formar un solo producto
           • Reacciones de descomposición
             • es la ruptura de un compuesto en dos o más componentes
           • Reacciones de combustión
             • es una reacción en la cual la sustancia reacciona con el oxígeno, por lo general con la liberación de calor y luz, para producir una fl ama
           • Reacciones de desplazamiento
             • un ion de un compuesto se reemplaza por un ion de otro elemento: la mayoría de las reacciones de desplazamiento cae en una de tres categorías: desplazamiento de hidrógeno, desplazamiento de metal o desplazamiento de halógeno.
           • Reacción de desproporción
             • es un tipo especial de reacción redox. En una reacción de desproporción, un mismo elemento en un estado de oxidación se oxida y se reduce al mismo tiempo
     • Valoraciones redox
       • en las reacciones redox se transfi eren electrones, en tanto que en las reacciones ácido-base se transfi eren protones. Del mismo modo en que un ácido se puede valorar con una base, un agente oxidante se puede valorar con un agente reductor mediante un procedimiento semejante.
     • Valoraciones ácido-base
       • En una valoración, una disolución de concentración exactamente conocida, denominada disolución patrón o estándar, se agrega en forma gradual a otra disolución de concentración desconocida hasta que la reacción química entre las dos disoluciones se complete.
     • Análisis gravimétrico
       • o es una técnica analítica que se basa en la medición de la masa. Un tipo de experimento de un análisis gravimétrico implica la formación, separación y determinación de la masa de un precipitado. Generalmente este procedimiento se aplica a compuestos iónicos
     • Concentración de las disoluciones
       • es la cantidad de soluto presente en una cantidad dada de disolvente, o en una cantidad dada de disolución. La concentración de una disolución se puede expresar en muchas formas

4. Termoquimica

   • consiste en el estudio de las transformaciones que sufre la energía calorífica en las reacciones químicas, surgiendo como una aplicación de la termodinámica en la química
     • Naturaleza y tipos de energía
       • La energía generalmente se defi ne como la capacidad para efectuar un trabajo
         • La energía radiante, o energía solar, proviene del Sol y es la principal fuente de energía de la Tierra
         • La energía térmica es la energía asociada al movimiento aleatorio de los átomos y las moléculas.
         • La energía química es una forma de energía que se almacena en las unidades estructurales de las sustancias
         • La energía potencial es la energía disponible en función de la posición de un objeto
     • Entalpía de las reacciones químicas
       • El calor o entalpía de la reacción es un parámetro esencial para escalar con seguridad y correctamente los procesos químicos. El calor de la reacción es la energía que se libera o absorbe cuando las sustancias químicas se transforman en una reacción química
         • Entalpía de las reacciones
           • La entalpía de una reacción puede ser positiva o negativa, según el proceso
         • entalpia
           • Es una magnitud termodinámica, simbolizada con la letra H mayúscula, definida como «el flujo de energía térmica en los procesos químicos efectuados a presión constante cuando el único trabajo es de presión-volumen», ​ es decir, la cantidad de energía que un sistema intercambia con su entorno.
         • Ecuaciones termoquímicas
           • Es una ecuación química en la que se indica el estado físico de las sustancias, las condiciones en que se realiza y la energía que se absorbe o se desprende.
     • Calorimetría
       • los cambios de calor de los procesos físicos y químicos se miden con un calorímetro, recipiente cerrado diseñado específi camente para este propósito. Nuestra discusión acerca de la calorimetría, la medición de los cambios de calor, dependerá de la comprensión de los conceptos de “calor específi co” y “capacidad calorífi ca”, por lo cual se considerarán en primer término.
         • Calor específico y capacidad calorífica
           • El calor específico de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de la sustancia. Sus unidades son J/g .C. La capacidad calorífi ca (C) de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de determinada cantidad de la sustancia.
         • Calorimetría a volumen constante
           • se refiere al volumen del recipiente, que no cambia durante la reacción. Observe que el recipiente permanece intacto después de la medición
         • Calorimetría a presión constante
           • Lo importante es que el dispositivo empleado sea adiabático. Se utiliza para medir el calor de reacción cuando los reactantes y productos no se encuentran en estado gaseoso.
     • Entalpía estándar de formación y de reacción
       • El método directo
         • se utiliza para compuestos que se sintetizan con facilidad a partir de sus elementos.
       • El método indirecto
         • Consiste en determinar el flujo neto de efectivo proveniente de actividades operacionales a partir del resultado neto del período
     • Calor de disolución y de dilución
       • Calor de disolución
         • es el calor generado o absorbido cuando cierta cantidad de soluto se disuelve en cierta cantidad de disolvente
       • Calor de dilución
         • es el cambio de calor asociado al proceso de dilución