lunes, 23 de noviembre de 2015


Procesos Asociados con el Calor y la Velocidad de las Reacciones Químicas.

La termoquímica es la rama de la química que se dedica a medir y a interpretar los cambios térmicos que acompañan a las reacciones químicas, a los cambios de estado y la formación de soluciones. Para medir cuanto calor se genera o es absorbido por una reacción se utiliza un calorímetro.

El calor se define como energía en tránsito, que nos indica que l y trasferencia de energía se da por un cuerpo que se encuentra a mayor temperatura a otro que se haya a menor temperatura.

La temperatura se define como la medida de la energía cinética por medio de las moléculas de un cuerpo y se mide en escalas de temperatura como Celsius, Fahrenheit, Kelvin y Rankin.

Una caloría es la cantidad de energía necesaria para elevar en un grado centígrado la temperatura de un gramo de agua. Esta es la unidad que se utiliza para medir la energía en las reacciones químicas.

En el sistema ingles se utilizan Joule como unidad de medida y su equivalencia es:

                                                              1Cal = 4.184J                                                            

1Kcal = 4,184J

Una Kilocaloría es la cantidad de energía necesaria para elevar en un grado centígrado la temperatura de un kilogramo de agua.   

Una reacción química en la que se libera calor se conoce como exotérmica y en la que se absorbe calor se denomina endotérmica. Las reacciones exotérmicas más conocidas son las combustiones durante las cuales una sustancia se combina con oxigeno liberando calor, este tipo de reacción es una de las más importantes fuentes de energía para el hombre. Entre las reacciones químicas endotérmicas más comunes están las descomposiciones. El uso de refrigeradores para conservar los alimentos demuestra que la ausencia de calor retarda la descomposición.

Es posible calcular el calor que es cedido o ganado por una reacción en particular, mediante el uso de una propiedad llamada entalpia del griego enthalpen que se significa calentar. Esta propiedad de indica por la letra H y se define como el calor de una sustancia a presión constante. Cuando la entalpia está en condiciones estándar, es decir a 250C y 1ATM de presión se identifica por el siguiente símbolo  H0f. La entalpia de una reacción se determina por medio de la siguiente ecuación:

ΔHR = ΣH0fproducto -  ΣH0f reactivos

ΔHR = Entalpia de Reacción

Σ = Sumatoria

H0f = Entalpia de Formación (Valores en tabla)

Un valor ΔHR negativo significa que la reacción es exotérmica.

Un ΔHR positivo indica una reacción endotérmica.

La entalpia de formación es aquella que se determina en condiciones estándar y sus unidades son KJ/mol. Los elementos libres o no combinados tienen entalpia de formación cero.

ANEXO II

Ejemplo.

 Los principales componentes de la atmosfera son los gases N2 y O2. El N2 se considera químicamente inerte, sin embargo cuando se presenta una tormenta eléctrica puede formarse el monóxido de nitrógeno (NO). Calcula el cambio en la entalpia en la  reacción a partir de los valores de los cambios de entalpia de formación. Indica si es una reacción endotérmica o exotérmica.

N2(g) + O2(g)          2NO(g)

 

 

Determine ΔH0 reacción e indica que tipo de reacción es.

1. C + 2H2(g)                             CH4(g)                   

2. C2H6(g)                               C2H2(g) + 2H2(g)

3. 2SO2(g) + O2                    2SO3 (g)

4. HCl(g) + C2H4                      C2H5Cl(g)

Contesta las siguientes preguntas

1. Que es el desarrollo sustentable           

2. Muestra un ejemplo en el que se aplique el desarrollo sustentable en tu comunidad (por ejemplo: contaminación de aire, suelo, agua) 

3. Que es el consumismo y como afecta al desarrollo sustentable

Velocidad de Reacción

La velocidad de reacción se define con la cantidad de uno de los reactivos que se transforma por unidad de tiempo o bien la cantidad de uno de los productos que se forman por unidad de tiempo.

La cinética química es la parte de la química que se encarga del estudio de la velocidad con que ocurren los procesos químicos. Es frecuente confundir los conceptos de velocidad de reacción y tiempo de reacción el tiempo de reacción puede definirse como el tiempo transcurrido desde el inicio de una reacción hasta la  terminación de la misma.

La velocidad de reacción representa la variación con el tiempo de las concentraciones de las sustancias que intervengan en la reacción.

Velocidad de Reacción = Variación de la concentración / Tiempo trascurrido

Unidades = mol /Lit-seg.

Teoría de las Colisiones

Esta teoría fue desarrollada por Arrhenius y da una explicación al hecho de que los choques o colisiones entre las partículas de los reactivos dan lugar a productos. Argumenta que cuando las partículas de los reactantes chocan con la energía cinética adecuada, tendrá lugar la reacción a esta energía mínima que deben poseer las partículas de los reactantes para que los choques sean efectivos se le llama energía de activación.

De esta forma son dos las condiciones para que una reacción se lleve a cabo:

1. Que las moléculas reactantes choquen con la energía suficiente como para romper o debilitar suficientemente sus enlaces, de esta manera las moléculas resaltantes quedan activadas.

2. Que las moléculas reactantes colisiones con una orientación adecuada.

Sustancia
ΔH0f (KJ/mol)
CH4
-78.1
C2H2(g)
226.7
C2H6(g)
-84.68
SO2(g)
-296.8
SO3(g)
-395.7
HCl(g)
-92.31
C2H4
52.26
C2H5Cl
-97.7

domingo, 8 de noviembre de 2015


BALANCEA  LAS SIGUIENTES ECUACIONES QUIMICAS POR EL METODO DE OXIDO-REDUCCION.

 

1.- As + HNO3 + H2O    H3AsO4 + NO

 

 

2.- Cu + HNO3    Cu (NO3)2 + NO2 + H2O

 

 

3.- KMnO4 + HCl    KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O

 

 

4.- KClO3 + C   KCl + CO2

 

 

5.- HIO3 + Na2SO3    Na2SO4 + I2 + H2O

 

 

6.- KMnO4 + KNO2 + H2SO4   MnSO4 + H2O + KNO3 + K2SO4

 

 

7.- HMnO4 + HNO2  Mn(NO3)2 + HNO3 H2O

Ejemplo 2

 

Paso 1 Escribir correctamente la reacción

Cu + HNO3  à  Cu(NO3)2  + NO  + H2O

 

Paso 2 Determinar números de oxidación

 

0       +1+5  -2                +2  +5  -2           +2 -2       +1  -2

Cu + HNO3  à  Cu(NO3)2  + NO  + H2O

 

Paso 3 Identificar el elemento que se oxida y el elemento que se reduce, escribir las dos semirreaciones y multiplicar en forma cruzada:

          -2e-                                                                                    -6e-

Cu 0    à    Cu +2    se oxida                 3 Cu 0    à   3 Cu +2

 

         +3e-                                                                                    +6e-

N+5     à      N+2     se reduce               2 N+5     à    2  N+2

 

Paso 4 Asignamos a la reacción los coeficientes encontrados y ajustamos por tanteo.

 

3 Cu + 2 HNO3  à  3 Cu(NO3)2  + 2 NO  + H2O

 

3   Cu   3

2    N    8

2    H    2

6    O   21

3 Cu + 8 HNO3  à  3 Cu(NO3)2  + 2 NO  + 4H2O

 

3   Cu   3

8    N    8

2    H    2

24    O    24

Ejemplo 1

Paso 1 Escribimos correctamente la siguiente reacción:

 

KMnO4 + KNO2 + H2SO4 à MnSO4 + H2O + KNO3 + K2SO4

 

Paso 2Determinamos los números de oxidación de todos los elementos que participan  en la reacción.

 

                +1   +7  -2      +1 +3 -2        +1  +6 -2          +2   +6  -2      +1  -2       +1 +5 -2      +1   +6  -2

KMnO4 + KNO2 + H2SO4 à MnSO4 + H2O + KNO3 + K2SO4

 

Paso 3 Determinamos cual elemento se oxida y cual elemento se reduce, escribiendo dos semireacciones y multiplicando en forma cruzada para igualar cantidad de electrones ganados y perdidos:

 

            +5e-                                                                                      10 e-

Mn +7    à   Mn +2     se reduce                        2  Mn +7    à  2 Mn +2

 

 

                  -2e-                                                         10e-

N +3     à     N+5     se oxida                   5  N +3     à   5  N+5

 

Paso 4 Asignamos a la reacción los coeficientes encontrados y ajustamos por tanteo.

 

2 KMnO4 + 5 KNO2 + H2SO4 à 2  MnSO4 + H2O + 5 KNO3 + K2SO4

7   K    7

2   Mn 2

5   N   5

1   S   3

2   H    2

22 O  28

2 KMnO4 + 5 KNO2 +3 H2SO4 à  2  MnSO4 +3 H2O + 5 KNO3 + K2SO4

7   K    7

2   Mn 2

5   N   5

3   S   3

6   H   6

30 O  30

PASOS PARA EL BALANCEO POR REDOX

1.    Escribir correctamente la ecuación.

2.    Se determina el número de oxidación de cada elemento.

3.    Se determina quien se oxida y quien se reduce; y el número total de electrones cedidos o aceptados.
Terminar el ajuste por tanteo

 
       MgO          
 
 
         H2S
 
 
       CaF2
 
    
        Fe2O3
 
         AlH3
 
 
         KNO3
 
  
         Cu
 
 
       Sr(OH)2
 
        Ca3(PO4)2
 
      (NH4)2SO3
 
 
           PbO2
 
            H3BO3