Conceptos Fundamentales de Química: Termodinámica, Cinética y Electroquímica
Termodinámica y Termoquímica
La Termodinámica es la ciencia que estudia los cambios de energía que se producen en los procesos físicos y químicos.
La Termoquímica es la rama de la química que se ocupa de los cambios de calor que acompañan a las reacciones químicas.
Primer Principio de la Termodinámica
El Primer Principio de la Termodinámica establece que la energía no se crea ni se destruye. Por lo tanto, en cualquier proceso termodinámico, la cantidad total de energía del universo se mantiene constante.
La variación de la energía interna (ΔU) de un sistema es igual a la suma del calor (Q) intercambiado entre el sistema y su entorno, y el trabajo (W) realizado por el sistema sobre este.
Calor de Reacción
El Calor de Reacción es la cantidad de calor absorbido o cedido durante una reacción química, referido a una cantidad específica de reactivo o de producto.
Ley de Hess
La Ley de Hess establece que si una reacción química puede producirse en varias etapas (reales o teóricas), su variación de entalpía (ΔH) total es igual a la suma de las entalpías de reacción de estas reacciones intermedias.
Entropía
La Entropía (S) es una función de estado que mide el grado de desorden molecular de los sistemas. Generalmente, la entropía aumenta al pasar de sólido a gas, y en general, la entropía de un sistema aumenta cuando este se desordena y disminuye cuando se ordena.
Cinética Química
La Cinética Química es la rama de la química que estudia la velocidad con la que ocurren las reacciones, los factores que influyen en ella y el mecanismo a través del cual los reactivos se transforman en productos.
Catalizadores
Un catalizador es una sustancia que, presente en una reacción química, produce una variación de su velocidad sin ser consumida durante el transcurso de la misma.
Gas Inerte
Un gas inerte sirve para aumentar la presión en un sistema en el que están presentes gases, sin reaccionar químicamente con ellos.
Ácidos y Bases
Teoría de Arrhenius
Según la Teoría de Arrhenius:
- Un Ácido es toda sustancia que en disolución acuosa se disocia con formación de iones hidrógeno (protones), H+.
- Una Base es toda sustancia que en disolución acuosa se disocia con formación de iones hidroxilo, OH-.
Teoría de Brønsted-Lowry
Según la Teoría de Brønsted-Lowry:
- Un Ácido es toda especie química (molecular o iónica) capaz de ceder un ion H+, es decir, un protón, a otra sustancia.
- Una Base es toda especie química (molecular o iónica) capaz de recibir un ion H+ de otra sustancia.
Electroquímica
Pila Voltaica y Cuba Electrolítica
Pila Voltaica
- Una reacción química produce energía eléctrica.
- Hay dos electrolitos.
- La reacción redox es espontánea.
- El ánodo es el polo negativo y el cátodo es el polo positivo.
Cuba Electrolítica
- La energía eléctrica produce una reacción química.
- Hay un solo electrolito.
- La reacción redox no es espontánea.
- El ánodo es el polo positivo y el cátodo el polo negativo.