Fundamentos de Química: Equilibrio, Electroquímica y Propiedades Atómicas
Principio de Le Châtelier y Factores de Equilibrio
El Principio de Le Châtelier establece que una alteración externa de los factores (temperatura, presión o concentraciones) que interviene en un equilibrio induce a un reajuste del sistema para contrarrestar el efecto de dicha alteración y establecer un nuevo estado de equilibrio.
Efecto de los cambios en las concentraciones
- Si aumenta la concentración de una sustancia, el sistema se desplaza en el sentido en que se consume dicha sustancia.
- Si disminuye la concentración de una sustancia, el sistema se desplaza en el sentido en que se produce dicha sustancia.
Efecto de los cambios de presión
- Si aumenta la presión, el sistema se desplaza en el sentido en que hay una disminución del número de moles gas.
- Si disminuye la presión, el sistema se desplaza en el sentido en que hay un aumento del número de moles gas.
- Si el número de moles fuera el mismo en ambos lados de la ecuación, el cambio de volumen no afectará al equilibrio.
Efecto de los cambios de temperatura
- Si aumenta la temperatura del sistema (se le proporciona calor), este tiende a restablecer el estado de equilibrio absorbiendo el calor suministrado. Para ello, el sistema se desplaza en el sentido de la reacción endotérmica.
- Si disminuye la temperatura del sistema (se absorbe calor), el sistema contrarrestará esta acción desprendiendo calor. Para ello, el sistema se desplazará en el sentido de la reacción exotérmica.
Electroquímica: Electrólisis y Celdas Galvánicas
Electrólisis
La electrólisis es el proceso contrario a la pila (celda galvánica).
- En la pila electroquímica (celda voltaica), se produce una corriente eléctrica a partir de una reacción redox espontánea. Las células voltaicas son aquellas en las que las reacciones químicas espontáneas producen electricidad y la suministran a un circuito externo.
- En la electrólisis, se produce una reacción redox aplicando una diferencia de potencial entre los dos electrodos. Las células electrolíticas son aquellas en las que la energía eléctrica procedente de alguna fuente externa provoca una reacción química no espontánea.
Componentes y Proceso de la Electrólisis
En el proceso de la electrólisis, la cuba electrolítica contiene la disolución o el electrolito fundido en el que se sumergen los electrodos conectados a una fuente de corriente continua.
Los electrodos son las superficies sobre las que se producen las semirreacciones de oxidación-reducción. Distinguimos entre el ánodo y el cátodo:
- El ánodo es el polo positivo y en él se produce la oxidación (cede electrones).
- El cátodo es el polo negativo y en él se produce la reducción (capta electrones).
Conceptos de Enlace Químico
Valencia Covalente
La covalencia o la valencia covalente de un elemento indica los enlaces covalentes que puede formar. Esta valencia coincide con el número de electrones desapareados, teniendo en cuenta todas las promociones posibles entre orbitales.
Tipos de Reacciones Químicas
Reacciones de Ácidos
a) Reacciones Ácido-Base
Cuando los ácidos reaccionan con bases inorgánicas, producen sales y desprenden agua.
b) Reacciones de Esterificación
Cuando un ácido reacciona con un alcohol, se produce un éster y agua.
Otras Reacciones Comunes
a) Reacción de Sustitución del Benceno por Nitración
Reacción de sustitución del benceno por nitración.
b) Eliminación de un Halogenuro de Alquilo por medio de una Base
Si un halogenuro de alquilo reacciona con un hidróxido, se obtiene un alqueno, sal asociada y agua.
Propiedades Periódicas
Afinidad Electrónica (Electroafinidad)
Es la energía que se desprende (+) o que es necesario aportar (-) cuando se añade un electrón a un átomo de un elemento.
Tendencias Periódicas de la Afinidad Electrónica
- En un grupo, disminuye hacia abajo, ya que los electrones externos están más lejos del núcleo y menos atraídos por él.
- A lo largo de un periodo, la electroafinidad aumenta hacia la derecha por incrementarse la carga nuclear y disminuir el tamaño atómico.