Conceptes Clau de Química: Àcids, Bases, Equilibri i Espectroscòpia

Àcids i Bases

Àcids Forts

Àcids que es dissocien completament en aigua. Exemples: HNO₃, H₂SO₄, HClO₄, HCl, HBr, HI.

Exemple de dissociació: HCl → H⁺ + Cl⁻

Bases Fortes

Bases que es dissocien completament en aigua, generalment hidròxids de metalls alcalins i alcalinoterris. Exemples: NaOH, KOH.

Exemple de dissociació: NaOH → Na⁺ + OH⁻

Àcids Febles

Àcids que no es dissocien completament en aigua.

Exemple: CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO⁻ + H₃O⁺

Bases Febles

Bases que no es dissocien completament en aigua, com les amines.

Exemple: NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻

Neutralització

Reacció entre un àcid i una base per formar una sal i aigua.

Exemple: NaOH + CH₃COOH → NaCH₃COO + H₂O

Principi de Le Chatelier

Sistema en Equilibri

Un sistema en equilibri químic es manté constant tret que s'alterin les condicions.

Factors que afecten l'equilibri

• Concentracions:
  • Augment de [productes]: l'equilibri es desplaça cap als reactius (←).
  • Disminució de [productes]: l'equilibri es desplaça cap als productes (→).
  • Augment de [reactius]: l'equilibri es desplaça cap als productes (→).
  • Disminució de [reactius]: l'equilibri es desplaça cap als reactius (←).
• Pressió i Volum (per a gasos):
  • Augment de pressió (disminució de volum): l'equilibri es desplaça cap a on hi hagi menor nombre de mols gasosos.
  • Disminució de pressió (augment de volum): l'equilibri es desplaça cap a on hi hagi més mols gasosos.
• Catalitzador: No canvia la posició de l'equilibri, només accelera l'assoliment de l'equilibri.
• Temperatura:
  • Augment de temperatura (+T): l'equilibri es desplaça en sentit endotèrmic.
  • Disminució de temperatura (-T): l'equilibri es desplaça en sentit exotèrmic.

Propietats Atòmiques i Moleculars

Energia d'Ionització

Energia necessària per arrencar un electró d’un àtom neutre en l’estat fonamental i en fase gasosa.

Afinitat Electrònica

Canvi d’energia que es produeix quan un àtom neutre en estat gasós capta un electró i es forma un anió.

Electronegativitat

Mesura la tendència d’un àtom a atreure els electrons quan es combina amb un altre àtom.

Volum Atòmic

Espai que ocupa un àtom.

Radi Atòmic

Radi de l’ió resultant d’un àtom quan perd o guanya electrons.

Orbital Atòmic

Segons el model ondulatori de l'àtom, és una funció d'ona que descriu una regió de l'espai on hi ha una alta probabilitat de trobar un electró en un determinat estat energètic, fixats els nombres quàntics n, l, m.

Tècniques Espectroscòpiques

Espectroscòpia Infraroja (IR)

Quan una molècula absorbeix radiació infraroja, es produeixen canvis d’energia vibracional de la molècula. L’energia d'aquesta absorció és capaç de provocar un salt des del nivell fonamental d’energia vibracional a un nivell excitat.

Pics (IR)

Representen els canvis d’energia associats als diferents tipus de vibracions dels enllaços que conté la molècula.

Espectrometria de Masses

Permet mesurar ions derivats d'una molècula, analitzar la composició d'elements químics i isòtops atòmics, separant els ions en funció de la seva relació massa-càrrega (m/z). S'utilitza per identificar els diferents elements químics que formen un compost o per determinar el contingut isotòpic.

Ressonància Magnètica Nuclear (RMN)

Es basa en exposar una molècula a un camp magnètic extern. Els nuclis atòmics amb espín s'orienten a favor o en contra del camp, ocupant diferents nivells energètics. Després, s’irradia amb radiació electromagnètica de la zona de radiofreqüències per determinar quines freqüències són absorbides pels nuclis en el nivell de menor energia.

S’obté un espectre on es representa la intensitat enfront del desplaçament químic. L'espectre es caracteritza per uns pics de diferents mides que corresponen a les transicions dels nuclis que tenen un entorn químic equivalent.