Quimica t7 Equilibrio Quimico,Cinetica Quimica

7/30/2019 Quimica t7 Equilibrio Quimico,Cinetica Quimica

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QUMICA APLICADA

CLAVE: LII 211

PROFESOR: MTRO. ALEJANDRO SALAZAR GUERRERO


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1. MATERIA. ESTRUCTURA Y PERIODICIDAD1.1. Materia: estructura, composicin, estados de agregacin y clasificacin por propiedades

1.1.1. Sustancias puras: elementos y compuestos

1.1.2. Dispersiones o mezclas1.1.3. Caracterizacin de los estados de agregacin: slido cristalino, lquido,lido,vtreo

1.1.4. Cambios de estado1.1.5. Clasificacin de las sustancias naturales por semejanzas1.1.6. Base experimental de la teora cuntica y estructura atmica1.1.7. Radiacin de cuerpo negro1.1.8. Teora atmica de Bohr1.1.9. Estructura atmica

1.1.9.1. Principio de dualidad1.1.9.2. Principio de incertidumbre1.1.9.3. Funcin de onda

1.1.9.4. Principio de Afbau1.1.9.5. Principio de exclusin de Pauli1.1.10.Configuraciones electrnicas

1.1.10.1. Regla de Hund1.2. Periodicidad qumica

1.2.1. Desarrollo de la tabla peridica moderna1.2.2. Clasificacin peridica de los elementos

1.2.2.1. Propiedades atmicas y variaciones peridicas: carga nuclearefectiva, radio atmico, radio inico, energa de ionizacin, afinidad

electrnica, electronegatividad

1.2.3. Propiedades qumicas y su variacin peridica: tendencias generales y por

grupo

1.3. Elementos de importancia econmica, industrial y ambiental en la regin o en elpas

2. ENLACES QUMICOS Y EL ESTADO SLIDO (CRISTALINO)2.1. Introduccin

2.1.1. Conceptos de enlace qumico2.1.2. Clasificacin de los enlaces qumicos

2.2. Smbolos de Lewis y regla del octeto2.3. Enlace inico

2.3.1. Elementos que forman compuestos inicos2.3.2. Propiedades fsicas de compuestos inicos

2.4. Enlace covalente2.4.1. Comparacin entre las propiedades de los compuestos inicos y covalentes2.4.2. Fuerza del enlace covalente2.4.3. Geometras moleculares

2.4.3.1. RPECV2.4.4. Enlaces covalentes y traslape de orbitales2.4.5. Orbitales hbridos2.4.6. Momentos dipolares2.4.7. Enlaces mltiples

2.5. Enlace metlico y elementos semiconductores2.5.1. Teora de bandas2.5.2. Clasificacin en bases a su conductividad elctrica


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2.6. Fuerzas intermoleculares y propiedades fsicas2.6.1. Van der Waals: dipolo-dipolo, London, puente de pH2.6.2. Influencia de las fuerzas intermoleculares en las propiedades fsicas

2.7. Estructura de los materiales2.7.1. Estado slido (cristalino)2.7.2. Concepto y caracterizacin de sistemas cristalinos2.7.3. Anisotropa2.7.4. Defectos cristalinos y consecuencia en propiedades microscpicas2.7.5. Correlaciones propiedades-estructura enlace qumico2.7.6. Estado vtreo2.7.7. Estructura amorfa2.7.8. Propiedades caractersticas de un material vtreo

2.7.8.1. Proceso de cristalizacin y vitrificacin vs propiedades fisicoqumica,modificadores de red

3. REACCIONES INORGNICAS, SU ESTEQUIOMETRA, SU IMPORTANCIAECONMICA, INDUSTRIAL Y AMBIENTAL

3.1. Clasificacin de las reacciones3.1.1. Reacciones segn el cambio qumico3.1.2. Reacciones segn aspectos energticos

3.2. Balanceo de reacciones qumicas3.2.1. Por el mtodo redox3.2.2. Por el mtodo de in electrn

3.3. Concepto de estequiometra3.4. Leyes estequiomtricas

3.4.1. Ley de la conservacin de la materia3.4.2. Ley de las proporciones constantes3.4.3. Ley de las proporciones mltiples

3.5. Clculos estequimtricos A3.5.1. Unidades de medida usuales3.5.1.1. Atomo-gramo3.5.1.2. Mol-gramo3.5.1.3. Volumen-gramo molecular3.5.1.4. Nmero de Avogadro

3.6. Clculos estequimtricos B3.6.1. Relacin peso-peso3.6.2. Relacin peso-volumen3.6.3. Reactivo limitante3.6.4. Reactivo en exceso3.6.5. Grado de conversin o rendimiento

3.7. Compuestos de importancia econmica, industrial y ambiental

4. ESTADO LQUIDO, SOLUCIONES, SUSPENSIONES Y COLOIDES4.1. Estado lquido

4.1.1. Clasificacin4.1.2. Propiedades conductoras4.1.3. Clasificacin de molculas4.1.4. Clasificacin de disolventes4.1.5. Propiedades fsicas de un lquido molecular como disolvente4.1.6. Tensin superficial y viscosidad de los lquidos

4.2. Soluciones

4.2.1. Parmetros de solubilidad4.2.2. Modo de expresar las concentraciones


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4.2.2.1. Concentracin peso4.2.2.2. Fraccin molar4.2.2.3. Molaridad4.2.2.4. Modalidad4.2.2.5. Normalidad4.2.2.6. Disolucin4.2.2.7. Densidad

4.2.3. Propiedades coligativas4.3. Suspensiones y coloides

4.3.1. Suspensiones4.3.2. Obtencin de coloides4.3.3. Coloides lioflicos y liofbicos4.3.4. Tixotropa

4.4. Estequimetra en soluciones acuosas4.4.1. cido-base (conceptos y clculos)4.4.2. xido-reduccin (conceptos y clculos)

5. GASES5.1. Conceptos bsicos

5.1.1. Gas como estado de agregacin5.1.2. Gas ideal5.1.3. Gas real5.1.4. Propiedades crticas5.1.5. Factor de compresibilidad

5.2. Propiedades PVT5.2.1. Ley de Boyle5.2.2. Charles5.2.3. Gay-Lussac

6. TERMOQUMICA Y ELECTROQUMICA6.1. Termoqumica

6.1.1. Calor de reaccin6.1.2. Calor de formacin6.1.3. Calor de solucin

6.2. Electroqumica6.2.1. Electroqumica y celdas electrolticas6.2.2. Electroqumica y celdas voltaicas (galvnicas)6.2.3. Celdas volticas de uso prctico6.2.4. Corrosin

7. EQUILIBRIO QUMICO, CINTICA QUMICA Y EQUILIBRIO EN SOLUCIN7.1. Cintica qumica: velocidades de reaccin y el mecanismo de reaccin7.2. La constante de equilibrio7.3. Principio de Le Chatelier7.4. Constante de ionizacin7.5. Producto de solubilidad7.6. Solucin amortiguadora


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7. EQUILIBRIO QUMICO, CINTICA QUMICA Y EQUILIBRIO EN SOLUCIN7.1. Cintica qumica: velocidades de reaccin y el mecanismo de reaccin

La cintica qumica es un rea de la fisicoqumica que se encarga del estudio de las velocidades dereaccin, cmo cambian las velocidades de reaccin bajo condiciones variables y qu eventosmoleculares se efectan durante la reaccin general (Difusin, ciencia de superficies, catlisis).

Es muy importante resaltar que la cintica qumica es hoy por hoy un estudio puramente emprico yexperimental, pues a pesar de la gran cantidad de conocimientos sobre qumica cuntica que seconocen, siguen siendo insuficientes para predecir ni siquiera por aproximacin la velocidad de unareaccin qumica. Por lo que la velocidad de cada reaccin se determina experimentalmente.

Velocidad de reaccin

La velocidad de reaccin est conformada por la velocidad de formacin y la velocidad dedescomposicin. Esta velocidad no es constante y depende de varios factores, como laconcentracin de los reactivos, concentracin de un catalizador, la temperatura de reaccin y lasuperficie de contactos tanto de los reactivos como del catalizador.

Uno de los factores ms importantes es la concentracin de los reactivos. Cuanto ms partculasexistan en un volumen, ms colisiones hay entre las partculas por unidad de tiempo. Al principio,cuando la concentracin de reactivos es mayor, tambin es mayor la probabilidad de que se dencolisiones entre las molculas, y la velocidad es mayor. A medida que la reaccin avanza, al ir

disminuyendo la concentracin de los reactivos, disminuye la probabilidad de colisin y con ella lavelocidad de la reaccin. La medida de la velocidad de reaccin implica la medida de laconcentracin de uno de los reactivos o productos a lo largo del tiempo, esto es, para medir lavelocidad de una reaccin necesitamos medir, bien la cantidad de reactivo que desaparece porunidad de tiempo, o bien la cantidad de producto que aparece por unidad de tiempo. La velocidad dereaccin se mide en unidades de concentracin/tiempo, esto es, en (mol/l)/s es decir moles/(ls).

Para una reaccin de la forma:

\mathrm{A \ \longrightarrow \ B + C}

la ley de la velocidad de formacin es la siguiente:

v_R = - \frac{\Delta c_{\mathrm}}{\Delta t}

vR es la velocidad de la reaccin, ( cA) la disminucin de la concentracin del producto A en eltiempo t. Esta velocidad es la velocidad media de la reaccin, pues todas las molculas necesitantiempos distintos hasta que estas reaccionan.

La velocidad de aparicin del producto es igual a la velocidad de desaparicin del reactivo. De estemodo, la ley de la velocidad se puede escribir de la siguiente forma:


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v_R = - \frac{\Delta c_{\mathrm}}{\Delta t} = \frac{\Delta c_{\mathrm{B}}}{\Delta t} = \frac{\Deltac_{\mathrm{C}}}{\Delta t}

Este modelo necesita otras simplificaciones con respecto a:

* La actividad qumica, es decir, la concentracin efectiva* La cantidad de los eductos en proporcin a la cantidad de los productos y del disolvente* La temperatura* La energa de colisin* Presencia de catalizadores* La presin parcial de gases

Orden de reaccin

Para cada reaccin se puede formular una ecuacin, la cual describe cuantas partculas del reactivo

reaccionan entre ellas, para formar una cantidad de partculas del producto.

Para una reaccin de la forma:

\mathrm{2 \, A + B + C + D \ \longrightarrow \ E}

esto significa, que dos partculas A colisionan con una partcula B, una partcula C y una partcula Dpara formar el producto E.

Sin embargo, la probabilidad de que cinco partculas colisionen al mismo tiempo y con energasuficiente, es escasa.

Ms probable es que dos o tres partculas colisionen y formen un producto intermedio, este productointermedio colisiona con las dems partculas y forma otros productos intermedios hasta formar elproducto E, aqu un ejemplo:

\mathrm{2 \, A \ \longrightarrow \ A_2}

\mathrm{A_2 + B + C \ \longrightarrow \ A_2BC}

\mathrm{A_2BC + D \ \longrightarrow \ E}

La descomposicin de la reaccin principal en llamadas reacciones elementales y el anlisis de estasnos muestra exactamente como ocurre esta reaccin.

Por medio de mtodos experimentales o por premisas se puede determinar la dependencia de lasvelocidades de las reacciones elementales con las concentraciones de los componentes A, B, C y D.

El orden de reaccin est definido como la suma de los exponentes de las concentraciones en la leyvelocidad de la reaccin. Este es tambin llamado orden total de reaccin, pues el orden depende delreactivo que se analice. El orden de la reacciones se determina experimentalmente.

Ejemplo:


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Suponiendo que la velocidad de reaccin de la primera reaccin elemental tiene una dependenciacuadrtica con la concentracin del reactivo A, esto significa que esta reaccin es de segundo ordencon respecto al reactivo A. El orden total de esta reaccin es tambin segundo, pues no hay otrosreactivos.

Suponiendo que la velocidad de reaccin de la segunda reaccin elemental tenga una dependencialineal con la concentracin del reactivo A2, lineal con la concentracin del reactivo B y ningunadependencia con C. Entonces es la reaccin de primer orden en relacin a A2, de primer orden enrelacin a B y de cero orden en relacin al componente C. El orden total es segundo.

Suponiendo que la velocidad de reaccin de la tercera reaccin elemental tenga una dependencialineal con la concentracin de A2BC, pero ninguna con la concentracin de D, entonces es lareaccin de primer orden en relacin a A2BC y de orden cero en relacin a D. El orden total de lareaccin es primero.

Para una reaccin hipottica de la forma:

aA + bB \longrightarrow gG + hH

la velocidad de reaccin se define como:

r = k[A]a[B]b

(las concentraciones de reactivos estn elevados a su correspondiente coeficiente cintico slo en elcaso en el que la reaccin sea elemental). Donde los corchetes denotan la concentracin de cadauna de las especies; r denota la velocidad de reaccin y k es la constante de velocidad. Lavelocidad de las reacciones qumicas abarca escalas de tiempo muy amplias. Por ejemplo, unaexplosin puede ocurrir en menos de un segundo; la coccin de un alimento puede tardar minutos uhoras; la corrosin puede tomar aos y la formacin de petrleo puede tardar millones de aos.

Factores que influyen en la velocidad de reaccin

Existen varios factores que afectan la velocidad de una reaccin qumica: la concentracin de losreactivos, la temperatura, la existencia de catalizadores y la superficie de contactos tanto de losreactivos como del catalizador. Los catalizadores negativos se llaman electrocatalizador y lospositivos catalizador normal

Temperatura

Por norma general, la rapidez de reaccin aumenta con la temperatura porque al aumentarlaincrementa la energa cintica de las molculas. Con mayor energa cintica, las molculas semueven ms rpido y chocan con ms frecuencia y con ms energa. El comportamiento de laconstante de velocidad o coeficiente cintico frente a la temperatura = lnA (Ea / R)(1 / T2 1 / T1)esta ecuacin linealizada es muy til a puede ser descrito a travs de la Ecuacin de Arrhenius K =Aexp( EA / RT) donde K es la constante de la velocidad, A es el factor de frecuencia, EA es laenerga de activacin necesaria y T es la temperatura, al linealizarla se tiene que el logaritmo

neperiano de la constante de velocidad es inversamente proporcional a la temperatura, como sigue:ln(k1 / k2) la hora de calcular la energa de activacin experimentalmente, ya que la pendiente de la


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recta obtenida al graficar la mencionada ley es: -EA/R, haciendo un simple despeje se obtienefcilmente esta energa de activacin, tomando en cuenta que el valor de la constante universal delos gases es 1.987cal/K mol. Para un buen nmero de reacciones qumicas la velocidad se duplicaaproximadamente cada diez grados centgrados.

Estado Fsico de los Reactivos

Si en una reaccin interactan reactivos en distintas fases, su rea de contacto es menor y suvelocidad tambin es menor. En cambio, si el rea de contacto es mayor, la velocidad es mayor.

Al encontrarse los reactivos en distintas fases aparecen nuevos factores cinticos a analizar. La partede la reaccin qumica, es decir hay que estudiar las velocidades de transporte, pues en la mayorade los casos estas son mucho ms lentas que la velocidad intrnseca de la reaccin y son las etapasde transporte las que determinan la cintica del proceso.

No cabe duda de que un mayor rea de contacto reduce la resistencia al transporte, pero tambinson muy importantes la difusividad del reactivo en el medio, y su solubilidad, dado que esta es ellmite de la concentracin del reactivo, y viene determinada por el equilibrio entre las fases.

Presencia de un catalizador

Los catalizadores (La sustancia que acelera o retarda un proceso qumico) aumentan la rapidez deuna reaccin sin transformarla, adems empeoran la selectividad del proceso, aumentando laobtencin de productos no deseados. La forma de accin de los mismos es modificando elmecanismo de reaccin, empleando pasos elementales con mayor energa de activacin.

Existen catalizadores homogneos, que se encuentran en la misma fase que los reactivos (porejemplo, el hierro III en la descomposicin del perxido de hidrgeno) y catalizadores heterogneos,que se encuentran en distinta fase (por ejemplo la malla de platino en las reacciones dehidrogenacin).

Los catalizadores tambin pueden llegar a retardar reacciones, no solo acelerarlas, en este caso sesuelen conocer como inhibidores.

Concentracin de los reactivos

La mayora de las reacciones son ms rpidas cuanto ms concentrados se encuentren losreactivos. Cuanta mayor concentracin, mayor frecuencia de colisin

La obtencin de una ecuacin que pueda emplearse para predecir la dependencia de la velocidad dereaccin con las concentraciones de reactivos es uno de los objetivos bsicos de la cintica qumica.Esa ecuacin, que es determinada de forma emprica, recibe el nombre de ecuacin de velocidad.De este modo si consideramos de nuevo la reaccin hipottica la velocidad de reaccin r puedeexpresarse como v = k[A]^{m}[B]^{n} \,\! Los trminos entre corchetes son las molaridades de losreactivos y los exponentes m y n son coeficientes que, salvo en el caso de una etapa elemental notienen por que estar relacionados con el coeficiente estequiomtrico de cada uno de los reactivos.

Los valores de estos exponentes se conocen como orden de reaccin.


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Hay casos en que la velocidad de reaccin no es funcin de la concentracin, en estos casos lacintica de la reaccin est condicionada por otros factores del sistema como por ejemplo laradiacin solar, o la superficie especfica disponible en una reaccin gas-slido cataltica, donde elexceso de reactivo gas hace que siempre estn ocupados todos los centros activos del catalizador.

Presin

En una reaccin qumica, si existe una mayor presin en el sistema, sta va a variar la energacintica de las molculas. Entonces, si existe una mayor presin, la energa cintica de las partculasva a disminuir y la reaccin se va a volver ms lenta. Excepto en los gases, que al aumentar supresin aumenta tambin el movimiento de sus partculas y, por tanto, la velocidad de reaccin.

Energa de Activacin

En 1888, el qumico sueco Svante Arrhenius sugiri que las molculas deben poseer una cantidad

mnima de energa para reaccionar. Esa energa proviene de la energa cintica de las molculas quecolisionan. La energa cintica sirve para originar las reacciones, pero si las molculas se muevenmuy lento, las molculas solo rebotarn al chocar con otras molculas y la reaccin no sucede. Paraque reaccionen las molculas, stas deben tener una energa cintica total que sea igual o mayorque cierto valor mnimo de energa llamado energa de activacin (Ea). Una colisin con energa Ea omayor, consigue que los tomos de las molculas alcancen el estado de transicin. Pero para que selleve a cabo la reaccin es necesario tambin que las molculas estn orientadas correctamente. Laconstante de la velocidad de una reaccin (k) depende tambin de la temperatura ya que la energacintica depende de ella. La relacin entre k y la temperatura est dada por la ecuacin de Arrhenius:

\ln k = \ln A - \frac{E_a}{RT} \,\!

Donde A es el factor de frecuencia de la materia prima con la presin.

7.2. La constante de equilibrio

Constante de equilibrio, constante que equivale al producto de las concentraciones de las sustanciasformadas en una reaccin qumica reversible en la que se ha alcanzado el equilibrio, dividido entre elproducto de las concentraciones de las sustancias que reaccionan, elevada cada una a un exponenteigual al coeficiente que precede a su respectiva frmula en la ecuacin qumica ajustada.

Sea la reaccin reversible entre los reactivos A y B para dar los productos de reaccin C y D, segn:

aA + bB cC + dD

siendo A, B, C y D especies qumicas cualesquiera y [A], [B], [C] y [D] sus concentracionesrespectivas expresadas en mol/litro.

La velocidad de la reaccin directa, v, es directamente proporcional al producto de lasconcentraciones de los reactivos, elevada cada una a un exponente igual al coeficiente del reactivoen la reaccin:

v = k [A]a [B]b


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Donde k es la constante de velocidad de la reaccin de A con B a una temperatura determinada. Lavelocidad de la reaccin inversa, v , es, de forma anloga:

v = k [C]c [D]d

Cuando se alcanza el equilibrio, la velocidad de las dos reacciones es la misma y, por tanto:

Donde Kc es la constante de equilibrio, que depende nicamente de la temperatura.

En reacciones entre gases se utilizan las presiones parciales en lugar de las concentracionesmolares, y la constante de equilibrio se denomina Kp.

En las reacciones heterogneas, las sustancias slidas no aparecen en la expresin de la constantede equilibrio, ya que no influyen en las constantes de velocidad. Por ejemplo, en la reaccin:

FeO(s) + CO(g)

Fe(s) + CO2(g)

La constante de equilibrio Kc = [CO2]/[CO].

7.3. Principio de Le Chatelier

El principio segn el cual si se realiza cualquier cambio en las condiciones de un sistema enequilibrio, ste tiende a desplazarse de forma que compensa la variacin producida.

En una reaccin qumica, un cambio en la temperatura, la presin o la concentracin de los reactivoso los productos en el equilibrio qumico provoca el desplazamiento del equilibrio en uno u otro sentido

(reaccin directa o inversa) segn este principio. As, el aumento de temperatura causa reaccionesque absorben energa, pero si la temperatura desciende se producen reacciones que desprendenenerga. El aumento de presin favorece reacciones que disminuyen el volumen; sucede lo contrariocuando la presin baja. Al incrementar cualquier concentracin se provocan reacciones que gastan elmaterial aadido, y al disminuirla se favorecen reacciones que forman dicho material.

7.4. Constante de ionizacin

La constante de ionizacin es la constante de equilibrio de una disociacin inica, definidainmediatamente por la ecuacin de la constante de equilibrio en funcin de las concentracionesmolares correspondientes. Por tanto, la constante de ionizacin es igual al producto de lasconcentraciones inicas dividido por a concentracin de la sustancia sin disociar. Todas lassustancias se expresan en la forma convencional de moles por litro, pero las unidades deconcentracin no se ponen normalmente en forma implcita.

Las constantes de ionizacin varan apreciablemente con la temperatura. A menos que se diga otracosa se sobrentender que lo temperatura es de 25C. Tambin se sobrentender que el disolventees el agua a menos que se establezca otra cosa.

La constante de ionizacin de un cido dbil se representa normalmente por Ka. El equilibrio para elcido actico puede escribirse de la siguiente forma:


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HC 2 H 3 O 2 H + C 2 H 3 O 2 Ka= [H] + [C 2 H 3 O 2]

[HC 2 H 3 O 2]

7.5. Producto de solubilidad

La solubilidad de un soluto en un disolvente es la concentracin que presenta una disolucinsaturada, o sea, que est en equilibrio con el soluto sin disolver porque siempre habr algunasmolculas o iones que pasen a la disolucin. las sustancias se clasifican en:

Solubles: si su solubilidad es 0,1 M o >.

Poco Solubles: si su solubilidad se sita entre 0,1 M y 0,001 M

Insolubles: si su solubilidad no llega a 0,001 M

Factores que afectan a la solubilidad

1.) La temperatura: la mayora de las disoluciones de sustancias slidas son procesos endotrmicosy con un aumento de entalpa. Al disolver una sustancia slida se produce la ruptura de enlaces(energa reticular)que casi nunca se compensa por la energa de solvatacin. Por otra parte ladestruccin de la estructura ordenada del slido y la nueva disposicin de las molculas dedisolvente alrededor del soluto conllevan un aumento de entropa. Como, unos valores negativos deH y de S positivos favorecen la espontaneidad del sistema por tanto la solubilidad de la mayora desustancias aumenta con la temperatura.

En cambio en la disolucin de lquidos o gases en lquidos no supone la destruccin de estructurasdemasiado estables ni un aumento del desorden ni en muchos casos ruptura de enlaces. La mayorade los gases son ms solubles a bajas temperaturas.

2.) Momento Dipolar: Mayor solubilidad cuanto ms parecido sea el momento dipolar del soluto y deldisolvente.

3.) Constante Dielctrica del Disolvente: de acuerdo con la ley de Couland las fuerzas de atraccinentre dos iones son ms dbiles cuanto mayor sea la constante dielctrica.

4.) Tamao del Ion y densidad de Carga: si el tamao de los iones positivo y negativo es muydiferente los iones mayores estarn ms prximos. La repulsin desestabilizar la red cristalina y sefacilitara la disolucin. La densidad de carga representa la carga del in dividido por su volumen.Cuanto mayor sea la densidad de carga ms intensas sern las atracciones elctricas y ms difcil ladisolucin.

Producto de la Solubilidad

Incluso en las sustancias ms insolubles hay siempre una pequea proporcin de partculas quepasan a la disolucin. Esto se puede indicar en un campo inico como un equilibrio entre la formaslida y los iones en disolucin. Este equilibrio est desplazado claramente hacia la forma inica nodisociada.


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A la constante de equilibrio se la denota constante del producto de solubilidad o tambin producto desolubilidad

Cuanto menor sea el producto de solubilidad menor solubilidad tendr la sustancia.

Efecto Salino

Si no existe efecto de ion comn la adiccin de otras sales a la disolucin aumenta ligeramente lasolubilidad.

La presencia en la disolucin de iones extraos que no reaccionan ni con el precipitado produce unaumento de la solubilidad

Ej.: la solubilidad del Cloruro de talio aumenta en presencia de nitrato potsico o sulfato potsico

Cambio de Disolvente

La solubilidad de una sustancia determinada depende del disolvente utilizado.

Ej: Si a una disolucin acuosa de sulfuro de calcio de le aade etanol el sulfuro precipita.

Precipitacin fraccionada

A veces se encuentra en una disolucin diferentes iones que precipitan con la adiccin de un mismoreactivo. Si los productos de solubilidad de los respectivos compuestos insolubles sonsuficientemente diferentes se puede conseguir precipitar iones de una clase y dejar los otros en

disolucin. Este principio se denomina precipitacin fraccionada.

Influencia sobre el equilibrio de precipitacin. Redisolucin de precipitados

Efecto del in comn

Si en la disolucin de un compuesto inico poco soluble o insoluble se aade un segundo compuestoque tenga en comn alguno de los iones del primer compuesto disminuye la solubilidad de este.

La gran mayora de las sales son solubles en agua, pero existen algunas que son insolubles, Cuando

se coloca en agua una sal insoluble o ligeramente soluble, se establece un equilibrio en el momentoen que la velocidad de disolucin de los iones de slido iguala la velocidad de precipitacin de losiones de la solucin saturada. Las ecuaciones qumicas para soluciones acuosas de slidos inicosligeramente solubles tienen la siguiente forma:

Ag Cl Ag+ + Cl- Kps = [Ag+] [Cl-]

Se puede apreciar que la expresin para la constante de equilibrio de esta reaccin no tienedenominador, pues la concentracin de un slido puro es ana constante: Kps = Keq[slido]; Kps es laconstante denominada constante del producto de solubilidad.


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7.6. Solucin amortiguadora

Para que uno se conserve saludable, hay muchos fluidos en cada uno de nuestros cuerpos que sedeben mantener dentro de unos lmites muy estrechos de pH. Para que este objetivo se realice, secrea un sistema amortiguador.

Un sistema amortiguador es una solucin que puede absorber grandes cantidades moderadas decidos o bases, sin un cambio significativo en su pH, es decir, es una disolucin que contiene unassustancias que inhiben los cambios de HP, o concentracin de ion hidrgeno de la disolucin. Dichassustancias pueden contener un cido dbil y su sal, por ejemplo, cido actico y acetato de sodio, ouna base dbil y una sal de esa base, por ejemplo, hidrxido de amonio y cloruro de amonio. Losfluidos de los organismos vivos estn fuertemente tamponados, y el agua del mar y ciertassustancias del suelo son otros ejemplos de disoluciones tampones existentes en la naturaleza. Las

disoluciones tampones se utilizan en qumica y sirven como referencia en la medida del pH.

Consideremos la reaccin del amoniaco en agua:

NH3 (g) + H2O NH+ (ac) + OH- (ac)

Si observamos la reaccin inversa en este equilibrio, veremos que los iones amonio reaccionan conuna base. Pero si disolvemos iones amonio (del cloruro de amonio) en agua ocurre:

NH4+ (ac) + H2O (l) NH3 (ac) + H3O- (ac)

De esta reaccin inversa, podemos ver que las molculas de amoniaco reaccionan con los cidos. Situvisemos una solucin con suficientes cantidades de cada una de estas sustancias, los ionesamonio y las molculas de amoniaco, tendramos la deseada solucin amortiguadora. Las molculasdel amoniaco reaccionaran con cualquier cido que se aadiese, y los iones amonio reaccionarancon cualquier base que se aadiese. Las soluciones amortiguadoras se preparan utilizando un cidodbil o una base dbil con una de sus sales. En trminos generales, las reacciones apareceran de lasiguiente forma:

- Para un cido dbil: HA + OH- H2O + A- A- + H3O+ HA + H2O

El cido dbil (HA), reacciona con la base que se aade. El ion negativo de la sal (A-), reaccionaracon el cido que se aade.

- Para una base dbil: MOH + H3O+ M+ 2H2O M+ + OH- MOH

La base dbil (MOH), reaccionara con el cido que se aade. El ion positivo de la sal, (M+),reaccionara con la base que se aade.

Los amortiguadores tienen mxima eficiencia para neutralizar los cidos y las bases que se aaden,cuando las concentraciones del cido dbil (o de la base) y de la sal son iguales. Podremos preparar

una solucin amortiguadora de casi cualquier pH, si escogemos el cido (o base) dbil correcto.Existe un ion comn entre el electrolito dbil y su sal. El comportamiento de una solucin


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amortiguadora puede ser explicado siempre tomando como base nuestro conocimiento acerca delefecto del ion comn y el Principio de Le Chatelier, el cual dice que si un producto o subproducto eseliminado del sistema, el equilibrio se ver perturbado y la reaccin producir ms producto con elobjeto de compensar la prdida. En las polimerizaciones, este truco es usado para hacer que lasreacciones alcancen altas conversiones.

La sangre esta amortiguada, principalmente, por el ion bicarbonato (HCO3-), pero cuando ocurre lahiperventilacin que se trata de un estado de sobrerrespiracin, causado por el miedo, la excitacin ola ansiedad, ya que al ocurrir este proceso una persona expele ms dixido de carbono de lonecesario, alterando el equilibrio del acido carbnico.

Disolucin Amortiguadora, Tampn o Buffer

La solucin amortiguadora es una solucin de un cido dbil o una base dbil y su sal. Los doscomponentes deben estar presentes.

La disolucin tiene la capacidad de resistir los cambios de pH cuando se agregan pequeascantidades tanto de cidos como de bases.

La disolucin amortiguadora est compuesta por un cido o una base y una sal.

Quimica t7 Equilibrio Quimico,Cinetica Quimica

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