Conceptos Esenciales de Termodinámica y Cinética Química

Termodinámica

• Entalpía Normal: Es el calor intercambiado en la formación de una sustancia, a presión constante.
• Entropía: Es la magnitud termodinámica que mide el desorden de un sistema.
• Energía de Gibbs: Es la capacidad de una reacción para producir trabajo útil y puede relacionarse con una nueva función de estado.
  • ΔG < 0: Reacción espontánea.
  • ΔG > 0: Reacción no espontánea.
  • ΔG = 0: Equilibrio.

Cinética Química

• Ecuación de Arrhenius: Describe la dependencia de la constante de velocidad de una reacción química con la temperatura. Su forma general es: k = A * e-Ea/RT.
  • Si la temperatura (T) aumenta o disminuye, la constante de velocidad (k) aumenta o disminuye, respectivamente, y por lo tanto la velocidad de reacción (v) aumenta o disminuye.
  • Si la energía de activación (Ea) aumenta o disminuye, la constante de velocidad (k) disminuye o aumenta, y por lo tanto la velocidad de reacción (v) disminuye o aumenta en consecuencia.
• Reacción Elemental: En estas reacciones, la molecularidad y el orden de reacción coinciden siempre.

Equilibrio Químico

• Constante de Equilibrio (Kc): Cuando se alcanza el equilibrio, las concentraciones de los reactivos y los productos se encuentran en una relación numérica constante, siempre que se produzca a temperatura constante. La expresión general es: Kc = [C]c * [D]d / ([A]a * [B]b).
• Grado de Disociación: Es la cantidad de sustancia que se disocia por cada mol inicial.
• Principio de Le Châtelier: Indica que si un sistema en equilibrio experimenta una perturbación, el sistema evoluciona hasta anular la variación introducida.
  • Variación en la Concentración: Cuando se modifica la concentración de un reactivo o de un producto, el equilibrio se desplaza en el sentido en que se contrarresta el cambio de concentración hasta alcanzar un nuevo equilibrio.
  • Variación de Presión: Únicamente influye si en la reacción existen sustancias gaseosas y si además se produce una variación en su número de moles. Un aumento de presión desplaza el equilibrio hacia donde haya menor número de moles gaseosos.
  • Variación de la Temperatura: Un aumento de la temperatura favorece la reacción endotérmica.
  • Catalizador: No afecta al equilibrio químico, pero sí a la velocidad de la reacción al disminuir la energía de activación.

Ácidos y Bases

• Teoría de Brønsted-Lowry: Un ácido es aquella sustancia capaz de ceder protones y una base es aquella sustancia capaz de aceptarlos.
• pH: Es el logaritmo decimal, cambiado de signo, de la concentración de iones de hidrógeno (protones).