Una reacción química reversible es aquella que puede llevarse a cabo en uno u otro sentido y se puede representar de manera general como sigue




descargar 53.91 Kb.
títuloUna reacción química reversible es aquella que puede llevarse a cabo en uno u otro sentido y se puede representar de manera general como sigue
fecha de publicación27.12.2015
tamaño53.91 Kb.
tipoDocumentos
med.se-todo.com > Química > Documentos
COMPLEJO EDUCATIVO “SAN FRANCISCO” GUIA DE CIENCIAS QUIMICAS

Profesor: José Miguel Molina Morales Segundo Año General “C”

Tercer Periodo

EQUILIBRIO QUIMICO

Teóricamente se podría establecer que las reacciones químicas son reversibles, esto significa que las sustancias resultantes de una reacción interaccionan nuevamente entre sí para formar otras sustancias. Se alcanzará un equilibrio dinámico cuando las reacciones directa e inversa se lleven a cabo con igual velocidad.

Existe un equilibrio químico cuando los reactivos se forman con igual velocidad que los productos, de tal forma que la composición de la mezcla es constante y no varía con el tiempo, por eso se le llama dinámico (actividad constante en ambas direcciones)

Una reacción química reversible es aquella que puede llevarse a cabo en uno u otro sentido y se puede representar de manera general como sigue:

Reacción directa

A B

Reacción inversa

A B

Estas dos ecuaciones se pueden escribir como una sola con flechas que apuntan en ambas direcciones, para indicar que la reacción es reversible.

A B

Representemos una reacción en donde los reactivos se simbolizan con A y los productos con B. Observaremos que al principio las concentraciones de los reactivos A disminuyen al mismo tiempo que las concentraciones de los productos B aumentan, como se representa en la gráfica adjunta. A medida que la reacción avanza, se alcanza un punto en donde no se detectan cambios: ambas concentraciones se estabilizan. Se ha establecido entonces un equilibrio químico dinámico. La velocidad de reacción directa es igual a la velocidad de la reacción inversa

PRINCIPIO DE LE CHATELIER PARA EL EQUILIBRIO QUÍMICO

En 1888, el químico francés Henri Louis Le Chatelier (1850-1936) explicó los factores que afectan al equilibrio químico y estableció su principio que se enuncia a continuación:

Si se aplica una perturbación, como un cambio de concentración, presión o temperatura, a un sistema en equilibrio, el sistema se desplaza en el sentido que contrarreste la perturbación”.

Los factores que afectan el equilibrio químico son los siguientes:

a) Concentración

Al aumentar la concentración de una de las sustancias que se encuentran en un sistema en equilibrio, el principio de Le Chatelier predice que el sistema buscará utilizar la sustancia que se adicionó.

Por ejemplo, si el sistema es la formación del amoníaco como se describe en la ecuación:


N2 (g)

+

3H2(g)



2NH3(g)

Nitrógeno gaseoso + Hidrógeno Amoníaco

Analicemos lo que sucede en los casos a continuación:

  • Si se aumenta la concentración de nitrógeno o de hidrógeno


N2 (g)

+

3H2(g)



2NH3(g)

Aumenta Aumenta la producción de amoníaco

  • Si se agrega amoníaco a la mezcla, se incrementará la descomposición del mismo, es decir la reacción inversa


N2 (g)

+

3H2(g)





2NH3(g)

Se incrementa la descomposición Aumento amoníaco

del mismo

b) Temperatura:

En cada reacción química generalmente hay cambios de temperatura. Por tanto, las reacciones se clasifican de la siguiente manera:

Reacción exotérmica

Cuando se desprende calor

Reacción endotérmica

Cuando absorbe calor

Según el principio de Le Chatelier, cuando se aumenta la temperatura a un sistema en equilibrio, éste se desplazará en el sentido que absorba el calor aplicado.

La reacción de síntesis del amoníaco es exotérmica, porque desprende calor, de izquierda a derecha. Pero si se aumenta la temperatura, la velocidad de reacción inversa se incrementa y la reacción se desplazará en el sentido que absorba ese calor, es decir de derecha a izquierda, formándose más reactivos. De esa forma se establece el equilibrio


N2 (g)

+

3H2(g)





2NH3(g) + Calor

c) Presión:

En los gases, los cambios de presión alteran el equilibrio del sistema.

Si la presión en un sistema en equilibrio se aumenta, el equilibrio se desplazará en el sentido que exista menor volumen.

Analicemos la reacción que sigue:


CO (g)

+

Cl2 (g)





COCl2 (g)

Tenemos: 2 volúmenes 1 volumen

Al aumentar la presión en este sistema, el desplazamiento ocurrirá hacia la derecha, donde hay menos volumen. Si disminuye la presión, el equilibrio se desplazará hacia donde hay más volumen, es decir hacia los reactantes, para establecer de nuevo el equilibrio en el sistema.

EQUILIBRIO IÓNICO DEL AGUA

Un ión es una partícula con carga positiva ( + ), en este caso ha perdido electrones y se llama catión; pero también puede tener carga negativa ( - ), por haber ganado electrones y se denomina anión.

Cuando una sustancia se disuelve en agua, se forman iones en solución, los cuales tienen la capacidad de conducir la electricidad en un circuito. Recordemos también que las soluciones que conducen la electricidad se denominan electrolitos.

¿Es el agua pura un electrolito? ¿Conduce electricidad?

Las moléculas de agua son muy estables, esto quiere decir que se ioniza pero muy poco, entonces es poco conductora de la corriente eléctrica.

En realidad las moléculas de agua solo pueden descomponerse a altas temperaturas.

Sin embargo cualquier masa de agua contiene algunos iones. Una pequeña fracción de moléculas se separa en iones hidrógeno ( H+) e hidroxilo ( OH-).

La siguiente ecuación representa la disociación de una molécula de agua:


H2O

→ H+

+ OH-

Se ha comprobado experimentalmente que en el agua pura las concentraciones de

[H +] y [OH-], son iguales. Calculando para cada una de las concentraciones un valor de:

[H +] = 1 × 10 -7 moles / litro

[OH-] = 1 × 10 -7 moles / litro

Se conoce como producto iónico del agua al producto de las dos concentraciones, siendo este valor constante:

[H+] × [OH-] =1 × 10-14 moles/litro


Propiedades Físicas Del Agua

  • Estado físico: sólida, liquida y gaseosa

  • Color: incolora

  • Sabor: insípida

  • Olor: inodoro

  • Densidad: 1 g./c.c. a 4°C

  • Punto de congelación: 0°C

  • Punto de ebullición: 100°C

  • Presión crítica: 217,5 atm.

  • Temperatura crítica: 374°C

   

El agua químicamente pura es un líquido inodoro e insípido; incoloro y transparente en capas de poco espesor, toma color azul cuando se mira a través de espesores de seis y ocho metros, porque absorbe las radiaciones rojas. Sus constantes físicas sirvieron para marcar los puntos de referencia de la escala termométrica Centígrada. A la presión atmosférica de 760 milímetros el agua hierve a temperatura de 100°C y el punto de ebullición se eleva a 374°, que es la temperatura critica a que corresponde la presión de 217,5 atmósferas; en todo caso el calor de vaporización del agua asciende a 539 calorías/gramo a 100°.

Propiedades Químicas del Agua

  • Reacciona con los óxidos ácidos

  • Reacciona con los óxidos básicos

  • Reacciona con los metales

  • Reacciona con los no metales

  • Se une en las sales formando hidratos

  • Los anhídridos u óxidos ácidos reaccionan con el agua y forman ácidos oxácidos.

  • Los óxidos de los metales u óxidos básicos reaccionan con el agua para formar hidróxidos. Muchos óxidos no se disuelven en el agua, pero los óxidos de los metales activos se combinan con gran facilidad.

  • Algunos metales descomponen el agua en frío y otros lo hacían a temperatura elevada.

  • El agua reacciona con los no metales, sobre todo con los halógenos, por ej: Haciendo pasar carbón al rojo sobre el agua se descompone y se forma una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno (gas de agua).

  • El agua forma combinaciones complejas con algunas sales, denominándose hidratos.

  • En algunos casos los hidratos pierden agua de cristalización cambiando de aspecto, y se dice que son eflorescentes, como le sucede al sulfato cúprico, que cuando está hidratado es de color azul, pero por pérdida de agua se transforma en sulfato cúprico anhidro de color blanco.


La estructura molecular del agua es un dipolo: su constante dieléctrica es muy alta, mayor que para cualquier otro líquido, lo que le confiere la propiedad de disolver cualquier sustancia aunque sea en cantidades extremadamente pequeñas. Ello hace que el agua no sea nunca químicamente pura, llevando siempre diversas sustancias, como gases, sales o grasas, disueltas. El agua es débilmente ionizable, conteniendo siempre algunos iones hidrógeno, dando un pH próximo a 6. La concentración de iones en el agua es muy importante para los organismos.
   

El agua es el componente principal de la materia viva. Constituye del 50 al 90% de la masa de los organismos vivos.

El protoplasma, que es la materia básica de las células vivas, consiste en una disolución de grasas, carbohidratos, proteínas, sales y otros compuestos químicos similares en agua. El agua actúa como disolvente transportando, combinando y descomponiendo químicamente esas sustancias. La sangre de los animales y la savia de las plantas contienen una gran cantidad de agua, que sirve para transportar los alimentos y desechar el material de desperdicio. El agua desempeña también un papel importante en la descomposición metabólica de moléculas tan esenciales como las proteínas y los carbohidratos. Este proceso, llamado hidrólisis, se produce continuamente en las células vivas.

Funciones biológicas del agua

1. Soporte o medio donde ocurren las reacciones metabólicas
2. Amortiguador térmico
3. Transporte de sustancias
4. Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos
5. Favorece la circulación y turgencia
6. Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos
7. Puede intervenir como reactivo en reacciones del metabolismo, aportando hidrogeniones o hidroxilos al medio.
 

SUSTANCIAS ACIDAS, BÁSICAS Y NEUTRAS

¿Qué diferencias encuentra entre el jugo de limón y el agua?

¿Qué hace diferente al vinagre de la lejía que usas para lavar?

Para comprender mejor lo que hace diferentes a esas sustancias, estableceremos las características de las siguientes soluciones:

  1. Soluciones ácidas son aquellas en las cuales la concentración de hidrógeno [H+] es mayor que 1 × 10-7moles / litro. Ejemplo: el vinagre y el jugo de limón.

  1. Soluciones alcalinas son aquellas cuya concentración de hidrógeno [H+] es menor que 1 × 10-7 moles / litro. Ejemplo: la lejía.




  1. Soluciones neutras son aquellas cuya concentración de hidrógeno [H+] es igual a 1 × 10-7moles / litro. Ejemplo: el agua pura




ÁCIDOS Y BASES SEGÚN ARRHENIUS

El químico y físico sueco Svante A. Arrhenius a finales del siglo XIX, propuso la primera definición de ácidos y bases, la cual establece que un ácido es toda sustancia que en solución acuosa desprende protones [H +]. Una sustancia básica o base es aquella que en solución acuosa desprende iones hidroxilo [OH -]

En el año de 1923 J. N. Bronsted, químico danés y T. M. Lowry, químico inglés, propusieron de forma independiente definiciones más generales de los ácidos y bases.

Estas definiciones se enuncian de la siguiente manera:

  • Una base de Bronsted - Lowry es un receptor de protones: acepta un ión hidrógeno H+

  • Un ácido de Bronsted - Lowry es un donador de protones: dona un ión hidrógeno H+

DEFINICIÓN Y ESCALA DE pH

Para expresar de una manera más conveniente las concentraciones de iones hidrógeno, el químico danés S. P. L. Sorensen introdujo en 1909 el siguiente método: propuso utilizar el número del exponente del logaritmo base 10 para expresar la acidez de una sustancia.

Esta escala de acidez se conoció más tarde como escala de pH.

Se define entonces como el pH de una solución como el negativo del logaritmo de la concentración de iones hidrógeno [ H +]. El logaritmo (log) de un número es el exponente (la potencia) de base 10 para obtener el número específico. La expresión matemática que define el pH es:

pH = - log [H+]

Para efectos más prácticos, existe una escala de pH que está dividida en 14 unidades del 0 (acidez máxima) al 14 (nivel básico máximo). El número 7 representa el nivel medio de la escala y corresponde al punto neutro.

En general los valores menores que 7 indican que la sustancia es ácida, y los valores mayores que 7 indican que la sustancia es básica.


El pH de una solución acuosa se define como el logaritmo negativo de [H+] y es una medida de la concentración de iones hidrógeno.

El pOH se define como el logaritmo negativo de [OH-] y es una medida de la concentración de iones hidroxilo.

Con las constantes de equilibrio se relaciona una magnitud pK definida como la capacidad de aceptar o ceder protones de una sustancia.

pH = -log [H+] = log(1/[H+])
[H+] = 10-pH = 1/10pH = antilog (-pH)

pOH = -log [OH-] = log(1/[OH-])
[OH-] = 10-pOH = 1/10pOH = antilog (-pOH)
pKw = -log [Kw] = log(1/[Kw])
Kw = 10-pKw = 1/10pKw = antilog (-pKw)
Se puede deducir: pKw = pH + pOH = 14


 Cuando el pH de las soluciones es menor de 7 se llaman soluciones ácidas, cuando es mayor de 7 se denominan soluciones básicas y las que tienen pH igual a 7 son soluciones neutras.

Indicadores de pH

Un indicador de pH es una sustancia que permite identificar el pH de otra sustancia. Habitualmente se utilizan como indicadores sustancias químicas que cambian su color al cambio de pH de la disolución.

Este cambio de color se debe a que su equilibrio se ve afectado ante un ácido o una base.

Entre los indicadores de pH más conocidos están:

  • Azul de bromotimol

  • Fenolftaleína

  • Papel tornasol

  • Naranja de metilo

  • Rojo de metilo

  • Cebolla morada y col morada (indicadores naturales)

Cálculos de pH

  1. ¿Cuál es el pH de una solución de vinagre cuya concentración [H+] es de 4.5 × 10-3M? ¿Es ácida o básica la solución?

  1. Se tiene una muestra de bilis cuya concentración [ H+] es de 1.0 ×10-9M, y se quiere saber su pH. ¿Es ácida o básica la muestra?




  1. Encuentra el pH de las siguientes sustancias, cuyas concentraciones de [H +] se describen a continuación. Según la respuesta obtenida clasifícalas en básicas, neutras o ácidas según la escala de pH estudiada:

    1. Una muestra de jugo de limón de concentración 1 × 10-2Molar

    2. Una muestra de lejía al 9 × 10 -14Molar

    3. Una cantidad de agua de chorro al 2 × 10 -6Molar

    4. Una muestra de agua salada al 1 × 10-8Molar

    5. Un jabón de tocador al 5 × 10 -3Molar

    6. Una muestra de vinagre al 6 × 10 -2Molar

    7. Una muestra de la primera agua lluvia en invierno al 7 × 10 -5Molar

    8. Una clara de huevo al 9 × 10-9 Molar



similar:

Una reacción química reversible es aquella que puede llevarse a cabo en uno u otro sentido y se puede representar de manera general como sigue iconLa relación perversa puede ser constitutiva de una pareja, ya que...
«psicoterror», durante cerca de una década y en varios grupos profesionales. 7 Actualmente, en muchos países, los sindicatos, los...

Una reacción química reversible es aquella que puede llevarse a cabo en uno u otro sentido y se puede representar de manera general como sigue iconEn un sentido general, puede afirmarse que una estrella es todo objeto...

Una reacción química reversible es aquella que puede llevarse a cabo en uno u otro sentido y se puede representar de manera general como sigue icon“un conjunto de operaciones ordenadas con que se pretende obtener...

Una reacción química reversible es aquella que puede llevarse a cabo en uno u otro sentido y se puede representar de manera general como sigue iconEste puede ser uno de los artículos más importantes que leerás acerca...

Una reacción química reversible es aquella que puede llevarse a cabo en uno u otro sentido y se puede representar de manera general como sigue iconSinopsis Una mujer indomable, un espíritu rebelde una leyenda. Una...
«Galopa, galopa, Tártaro.» Sus ojos negros centellean, su rostro se afila, su pelo es la crin de un corcel, las riendas se mecen...

Una reacción química reversible es aquella que puede llevarse a cabo en uno u otro sentido y se puede representar de manera general como sigue iconLa fluidización es un tema ampliamente utilizado en la industria...

Una reacción química reversible es aquella que puede llevarse a cabo en uno u otro sentido y se puede representar de manera general como sigue iconArrhenius dedujo que la expresión de la velocidad puede escribirse...

Una reacción química reversible es aquella que puede llevarse a cabo en uno u otro sentido y se puede representar de manera general como sigue iconCómo puede perjudicar mi salud el Yodo *La exposición a niveles altos...

Una reacción química reversible es aquella que puede llevarse a cabo en uno u otro sentido y se puede representar de manera general como sigue iconSe puede transferir energía a un cuerpo distante mediante otro cuerpo...
«propagación de una perturbación»? ¿Qué es realmente lo que se transmite en una onda?

Una reacción química reversible es aquella que puede llevarse a cabo en uno u otro sentido y se puede representar de manera general como sigue iconEl ser humano puede desarrollar dependencia a distintos y múltiples...


Medicina



Todos los derechos reservados. Copyright © 2015
contactos
med.se-todo.com