Fundamentos de Equilibrio Químico, Reacciones Ácido-Base y Electroquímica
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1. Diferencia entre reacción reversible e irreversible
Reacciones irreversibles: son aquellas que solo se producen en un único sentido.
Reacciones reversibles: son las que simultáneamente se producen en ambos sentidos.
2. Cociente de reacción (Q)
En una reacción reversible, podemos considerar una magnitud llamada cociente de reacción (Q), que permite relacionar la concentración de todas las especies que intervienen en el proceso en cualquier momento de la reacción.
3. Grado de disociación
El grado de disociación se define mediante la siguiente relación:
α = Reactivo disociado / Reactivo inicial
Donde se cumple el intervalo: 0 < α < 1
4. Efecto del ion común
El efecto del ion común es una disminución en la solubilidad de un compuesto iónico muy poco soluble que ocurre cuando a la solución se añade un compuesto soluble que comparte uno de sus iones. Esta adición desplaza el equilibrio de solubilidad hacia la formación del sólido, lo que provoca su precipitación.
5. Definición de ácido y base según Brönsted-Lowry
- Ácido: Sustancia capaz de ceder protones (H+).
- Base: Sustancia capaz de aceptar protones (H+).
6. Producto iónico del agua (Kw)
El equilibrio de autoionización del agua posee una constante de equilibrio denominada producto iónico del agua, la cual se representa como:
Kw = [H+][OH-] = 1 · 10-14
7. Hidrólisis
La hidrólisis es un proceso químico en el que el agua reacciona con los iones de una sal, originando el ácido o la base correspondiente, lo cual modifica el pH de la disolución salina.
8. Electrodo
El electrodo es el sistema donde tiene lugar un proceso redox (oxidación-reducción), actuando como un conductor para el intercambio y transporte de los electrones.
9. Potencial estándar de electrodo (Eº)
El potencial estándar de electrodo (Eº) se define como la diferencia de potencial eléctrico entre las fases de un electrodo cuando, a una temperatura de 25 ºC, la concentración y la presión de sus componentes son la unidad: 1 mol/litro y 1 atm.
10. Criterios de funcionamiento de una pila electroquímica
La relación entre la energía libre de Gibbs y el potencial de una pila es:
ΔGº = −z · F · Eº
A partir de esta expresión, se establecen los siguientes criterios de espontaneidad:
- ΔGº < 0 → Reacción espontánea → Eº > 0
- ΔGº > 0 → Reacción no espontánea → Eº < 0
- ΔGº = 0 → Sistema en equilibrio → Eº = 0