Conceptes Clau en Química: Equilibri, Àcids i Bases, Cinètica

Equilibri Químic

Constant d'equilibri

Kp = (Pc)^c(Pd)^d / (Pa)^a(Pb)^b

Kc = amb concentracions (adimensional)

ΔG^o + RTlnKp = 0 --> Kp = e^-ΔG/RT

ΔG^o = ΔH^o - TΔS^o

Kp = Kc(RT)^Δn = KxP^Δn --> Δn = c + d - a - b

• Si Kp < 1: Desplaçat cap a reactius
• Si Kp > 1: Desplaçat cap a productes

ΔH > 0 i ΔS > 0 --> Si T (augmenta) ΔG = -TΔS < 0 (productes)

                ΔH > 0: T (augmenta) - Kp (augmenta) - (productes)

                Si T (disminueix) ΔG = ΔH > 0 (reactius)

                ΔH < 0: T (augmenta) - Kp (disminueix) - (reactius)

• Qp = Kp: Equilibri
• Qp > Kp: ΔG > 0 --> Kp < 1
• Qp < Kp: ΔG < 0 --> Kp > 1
• ΔG = 0: Kp = 1

Reaccions Àcid/Base

1. Escriure semireaccions d'oxidació/reducció
2. Ajustar estequiomètricament (deixant O i H pel final)
   • - O --> afegint H₂O
   • - H --> afegint H⁺
3. Afegim electrons deixant les reaccions neutres i multipliquem.
4. Es sumen i simplifiquen els compostos a banda i banda.
5. En medi bàsic s'afegeixen OH^- fins fer desaparèixer H⁺.

pH i pOH

Ka i Kb = [HA/HB][OH^-] - àcids i bases febles

pKa i pKb = -logKa i -logKb --> pKa + pKb = pKw = 14 (pH + pOH = 14)

pH = -log[H₃O⁺] i pOH = -log[OH^-]

Grau d'ionització --> [H₃O⁺]/[OH^-] // M[A]/M[B]

% ionització --> Grau d'ionització x 100

Solubilitat

Q (producte iònic) --> es calcula igual que Kps = [A⁺][OH^-]

• Si Q > Kps: Precipita.
• Si Q = Kps: Saturada.
• Si Q < Kps: No precipita.

Cinètica

x + y --> z    Velocitat de reacció --> Vt = Vx/Cx = Vy/Cy = Vz/Cz

Equació de velocitat: V = k[A]^α[B]^β[C]^γ    Ordre total de reacció: α + β + γ

• 1r ordre (n = 1) --> [A] = [A]₀ - kt                  t_1/2 = ln2/k
• 2n ordre (n = 2) --> ln[A]/[A]₀ = -kt --> [A] = [A]₀e^-kt    1/k[A]₀
• 3r ordre (n = 3) --> 1/[A]^n-1 = 1/[A]₀^n-1 + (n-1)kt    2^n-1 - 1/k(n-1)[A]₀^n-1

Ea = RT²(d(lnk)/dT)

Factor de freqüència --> k(T) = Ae^-Ea/RT

A = k₀e^-Ea/RT