Concentración molar

Las soluciones: Concentración Molar, Molal y Fracción Molar; Definiciones y
ejercicios(pág.416, Cap.21)
Una solución es una mezcla homogénea.*
La sustancia más abundante se le llama disolvente y la de menor*
abundancia soluto.
El disolvente más común es el agua.*
La disociación es la separación de los iones entre sí, es decir,*
cuando los compuestos iónicos se disuelven.
Solvatación es rodear las partículas de un soluto por un*
disolvente.
Cuando los iones se disocian, cada especie iónica en la solución*
actúa como si estuviera sola.
La reacción quimica entre un soluto y un disolvente se llama*
solvólisis. Si el agua esta incluida en la reacción se llama hidrólisis.
Los disolventes y los solutos pueden ser polares o no polares.*
Hidratación es la adhesión de moléculas de agua a iones disueltos.*
Los disolventes polares suelen disolver los solutos polares, y los*
disolventes no polares a los solutos polares.
Miscible= mutuamente soluble*
Dos líquidos solubles entre sí son completamente miscibles.*
Combinaciones posibles de las soluciones:*
Disolvente
Gas
Soluto
gas, líquido o sólido
Líquido gas, líquido o sólido
Sólido gas, líquidoo sólido
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Los líquidos inmiscibles se separan en capas al dejarse quietos.*
Una solución alcanza su equilibrio de solución cuando la rápidez a*
la que las partículas abandonan la solución es igual a la rápidez a la que
retornan a ella.
Cuando se alcanza el equilibrio la solución está saturada con el*
soluto.
Una solución saturada es una solución en la cual una sustancia sin*
disolver está en equilibrio con la sustancia disuelta.
Una solución no saturada es aquella que contiene menos soluto que*
una solución saturada, a la misma temperatura.
Una solución sobresaturada es cuando una solución contiene más*
soluto de lo que, normalmente, puede contener una solución saturada, a la
misma temperatura.
Solubilidad: facilidad de disolver una sustancia en agua.*
Precipitación es la formación de un sólido insoluble por una*
reacción química.
Rápidez de disolución está afectada por:*
+el área de la superficie que está expuesta al disolvente.
+La energía cinética de las partículas.
El proceso de disolución de la mayoría de los sólidos en agua es*
endotérmica.
Entalpía de disolución: es el cambio de energía cuando una*
sustancia se disuelve en otra. Los sólidos tienen Entalpías de disolución
positivas y los gases negativas.
Ley de Henry: se disolverán más gas a una presión alta que a una*
baja.
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Lsas soluciones molales son útiles en el estudio de las propiedades*
coligativas.
Los químicos orgánicos usan la fracción molar en los cálculos de*
destilación fraccinada.
Las propiedades coligativas: definiciones y aplicaciones.
Las propiedades coligativas dependen del número de partículas en*
solución.
Las propiedades coligativas son:*
− Presión de vapor
− Depresión en el punto de congelación
− Elevación del punto de ebullición
− Rapidez de difusión a través de una membrana
Ley de Raoult: La presión de vapor de una solucion de un soluto no*
volatil es el producto de la presion de vapor del disolvente puro y la
fraccion molar del disolvente.( La presión de vapor de una solucion varia
directamente con la fraccion molar del disolvente)
Todos los solidos ionicos y moleculares que tienen presiones de*
vapor bajas se dice que son volatiles.
Solucion ideal: Todas las atracciones intermoleculares son iguales.*
Los solutos afectyan la presion de vapor, punto de ebullicion yb*
congelacion y la presion osmotica de un disolvente.(proceso de separacion
utilizando la diferencia en las presiones de vapor de unas sustancias.)
La razón de las moleculas en liquido no es siempre sera igual a la*
del vapor.
La destilacion fraccionada depende de la diferencia en la presion*
de vapor.
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El punto de ebullicion de un liquido es la temperatura a la cual la*
presion del vapor del liquido iguala a la presion atmosferica.
El punto de ebullicion de una solucion es mayor que el punto de*
ebullicion del disolvente puro.
El punto de congelacion de un liquido es la temperatura a la cual*
las presiones de vapor del solido y del liquido son iguales.
El punto de congelacion de una solucion es menor que el punto de*
congelacion del disolvente puro.
La elevacion del punto de ebullicion y la de presion del punto de*
congelacion dependen de la concentracion de las particulas del soluto.
La elevacion molal del punto de ebullicion para agua es igual a*
0.512 grados celcius.
La elevacion molal del punto de congelacion para agua es igual a*
1.86 grados celcius.
El punto de ebullicion o de congelacion depende grandemente de la*
ionizacion.
Osmosis: difusion a traves de una membrana semipermeable.*
Presion osmotica: la presion requerida para detener el flujo neto*
del disolvente a traves de una membrana semipermeable.
Cuando los iones interaccionan se reduce la concentracion efectiva.*
Los coloides son mezclas de dos fases de materia: la fase dispersa*
y la continua.
El efecto de Tyndall: la dispersion de la luz por las particulas*
coloidales.
El Movimiento Browniano: constantye movimiento, al azar de las*
particulas coloidales.
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Adsorcion: cuando las superficies solidas o liquidas atraen o*
retienen sustancias.
Las particulas coloidales son excelentes materiales adsorventes.*
La electroforesis: es la migracion de la particulas coloidales*
cargadas dentro de un campo electrico.
El mecanismo de reaccion; la constante de equilibrio( ejercicios pag. 450 y
458)
No todas las recciones se completan.*
La rapidez de una reaccion es la rapidez de la desaparicion de un*
reactivo o la rapidez de aparicion de un producto.
La rapidez de reaccion depende de la naturaleza de los reactivos.*
Las reacciones ionicas no conllevan a la transferencia de*
electrones y son rapidas.
El complejo activado se forma cuando las moleculas chocan con*
energia suficiente para modificar sus nubes electronicas.
La energia de activacion es la energia requerida para formar el*
complejo activado.
La rapidez de la reaccion depende de la concentracion(molaridad) de*
los reactivos.
[ ] indica mol/decimentro cubico.*
La constante de rapidez especifica tiene un valor unico a una*
temperatura dada.
Un aumento en la presion de un gas tiene comlo efecto el aumento de*
la concentracio, por ende, el aumento de la rapidez de la reaccion (a
temperatura constante).
En una reaccion heterogenea hay dos o mas fases.*
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El aumento de la superficie disponible aumenta la rapidez de la*
reaccion.
La rapidez de la reaccion depende de la temperatura de los*
reactivos.
Cuando las moleculas chocan con suficiente energia forman un*
complejo activado.
Si la temperatura aumenta, aumenta el numero de complejos activados*
que se forman.
Catalisis: es el proceso de modificar la rapidez de las reacciones*
por medio de la presencia de un catalizador.
Los catalizadores modifican una reaccion sin que ella sufra cambios*
permanentes.
Un catalizador de contacto es aquel que funciona adsorbiendo uno de*
los reactantes en su superficie.
Un catalizador heterogeneo(de contacto) trabaja adsorbiendo uno de*
los reactivos. Es decir, un catalizador en una fase diferente que la de los
reactantes.
Adsorcion es la adherencia de una sustancia a* la superficie de
otra.
Un catalizador homogeneo es aquel que se encuentra en la misma*
fase que los reactivos.
Los inhibidores detienen las reacciones, atando a uno de los*
reactivos.
La rapidez de la reaccion depende del paso determinante de la*
reaccion(el mas lento).
Mecanismo de la reaccion es la serie de pasos que ocurren durante*
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la reaccion.
En equilibrio, la rapidez de las reacciones opuestas son iguales.*
La ley de accion de masa indica que los exponentes en la expresion*
de la constante de equilibrio son los coeficientes que provienen de la
ecuacion quimica.
Si la constante de equilibrio es pequeña(mucho menor que 1), se*
forma muy poco producto.
Si la constante de equilibrio es grande(mucho mayor que 1), la*
reaccion se completa casi totalmente.
El Principio de Le Chatelier: un sistema en equilibrio que sufre un*
cambio, se desplazara hacia la restauracion de las condiciones originales.
La energia puede tratarse Comm un reactivo o Comm un producto en*
una reaccion.
A medida que aumenta la [H2], la [N2] disminuye y la [NH3] aumenta.*
Por lo tanto el valor de la constante de equilibrio se mantiene igual.
Un aumento de la concentracion del reactivo produce una mayor*
concentracion del producto.
La presion altera la concentracion no la constante de equilibrio.*
Un cambio en la temperatura produce un cambio en la Keq.*
Los ácidos, las bases y las sales: nomenclatura reacciones.(Cap.24)
Las tres clases de electrolitos son los ácidos, las bases y las*
sales.
Las soluciones de los electrolitos son conductores de corriente.*
Sus soluciones conducen una corriente eléctrica porque contienen*
iones.
Teoría de Arrhenius: Un ácido produce H+ en una solución acuosa;*
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una base produce OH− en una solución acuosa.
Teoría Bronsted−Lowry: Un ácido es un donante de protones; una base*
es un aceptador de protones.
Las moléculas de agua hidratan los protones libres para formar*
H30+, el ión hidronio.
La base conjugada es la partícula que permanece cuando un ácido*
libera un protón.
El ácido conjugado de una base se forma cuando la base acepta un*
protón.
Teoría de Lewis: Un ácido es un aceptador de un par de electrones;*
una base es un donante de un par de electrones.
En la teoría de Lewis y la de Bronsted−Lowry muchas sustancias*
pueden actuar como ácidos o bases. Por ejemplo:
Base NH3 + H+ −> NH4+
Acido NH3 −> H+ + NH2−
Una sustancia que es un ácido o una base en la teoría de Arrhenius*
también es un ácido o una base en las teorías de Lewis y de Bronsted−Lowry.
Los nombres de los ácidos binarios comienzan con la raíz de la*
palabra y terminan con el sufijo hídrico.
El nombre de un ácido ternario indica el número de átomos de*
oxígeno en cada molécula.
Las bases se nombran usando la palabra hidróxido seguida del nombre*
del ión metálico.
La palabra anhídrico que significa sin agua.*
Un anhídrico ácido(ácido formado con agua) reacciona con un*
anhídrico básico(base formada al disolverse en agua) para producir una sal.
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Esta reacción es una de neutralización pero no se produce agua.
Los metales tienden a formar bases; los no−metales tienden a formar*
ácidos.
Anfotérica: una suatancia que actúa como un ácido o como una base.*
Los ácidos fuertes se ionizan completamente en una solución acuosa.*
Las bases fuertes se disocian completamente en iones positivos y*
negativos al estar en agua.
Los ácidos y las bases débiles se ionizan solo parcialmente en una*
solución acuosa.
Los iones espectadores no participan en la reacción y no se*
escriben en la ecuación iónica neta.
Los ácidos polipróticos contienen más de un átomo de hidrógeno*
ionizable.
Los electrolitos fuertes se escriben en forma iónica.*
Reglas para la ecuación iónica neta.
1. ácidos binarios:(HCl, HBr y HI) son fuertes, los demás son débiles.
2. Los ácidos ternarios. Si el número de átomos de oxígeno supera al de
hidrógeno por dos o más, el ácido es fuerte.
3. Los ácidos polipróticos: En la segunda ionización y en las que siguen los
ácidos siempre son débiles.
4. Las bases: los hidróxidos de los elementos IA y IIA, excepto el Berilio,
son fuertes. Los demás son débiles.
5. Las sales: Se escriben en forma iónica si son solubles y si son
insolubles, en forma molecular.(tabla A−7)
6. Los óxidos y los gases: siempre se escriben en forma molecular.
La constante de ionización ácida(Ka) es un caso especial de una*
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constante de equilibrio.
El aumento en la concentración de acetato causará que disminuya la*
concentración del ión de hidrógeno.
Si se añade un ión común, la Ka no cambia.*
El efecto del ion común es un buen ejemplo del Principio de Le*
Chatelier.
Los ácidos polipróticos tienen más de un átomo de hidrógeno*
ionizable.
Las soluciones de electrolitos, el pH, la titulación;(ej. Pág.
503−504;Cap.25)
Los iones en una solución saturada están en equilibrio con el*
sólido sin disolver.
Al añadir un ion común a una solución saturada ocasiona la*
precipitación del soluto.
La solubilidad de una suatancia se disminuye al añadir un ion*
común.
La constante del producto de solubilidad: Kps*
El agua pura se ioniza muy poco.*
Kw es la constante del producto iónico del agua.*
Si se añade un ácido al agua, la [H30+] aumenta y la [OH−]*
disminuye.
La escala de pH es una forma simplificada de representar la*
concentración de los iones H30+ en una solución.
El pH mide la concentración de los iones de hidrógeno.*
El pH de una solución neutral es = 7.*
El pH de una solución ácida: pH*< 7.
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El pH de una solución básica: pH*> 7.
La suma del pH y el pOH es 14.*
La hidrólisis es la reacción de una sal con el agua para producir*
una solución ácida o básica.
Cuando una sal de un ácido fuerte y una base fuerte se disuelven en*
agua, se produce una solución neutral.
En la hidrólisis, los iones de H3O+ y de OH− se producen en una*
solución que provienen de las moléculas ionizadas del agua.
Cuando la sal que proviene de la neutralización de un ácido fuerte*
y una base débil se disuelve en agua, se produce una solución ácida.
Cuando la sal que proviene de la neutralización de un ácido débil y*
una base fuerte se disuelve en agua, se produce una solución básica.
La sal que se produce de un ácido débil y ina base débil puede*
formar una solución ácida, básica o neutral.
La hidrólisis de una reacción de una sal con agua para producir una*
solución ácida o básica.
Un sistema amortiguador es una solución puede absorber ácidos o*
bases, sin un cambio significativo en el pH.
El amortiguador principal en la sangre es el ion HCO3−.*
Cuando ocurre una hiperventilación se altera el proceso de*
amortiguación de lña sangre.
Metro de pH: forma rápida de determinar el grado de acidez de una*
solución.
indicadores: se usan para determinar el pH por medio de cambios de*
color. Solamente son útiles en soluciones incoloras y en intervalos
estrechos de pH.
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Titulación: proceso cuantitivo en el cual se utiliza una solución*
estándar para determinar la concentración de otra solución. Esta es una
forma de análisis volumétrico.
Una solución estándar es aquella de la que se conoce su*
concentración.
Ácido + Base −*> Sal + Agua
Las reacciones REDOX: normas para asiganación de los números de oxidación,
balanceo de las reacciones REDOX por método de semireacciones; (pág.
524;Cap. 26)
En las reacciones de oxidación−reducción, cambia la estructura*
electrónica de una partícula.
Las reacciones de oxidación−reducción se conocen como reacciones*
REDOX.
La mayoría de las reacciones ácido−base Arrhenius y la mayoría de*
las reacciones de desplazamiento doble no son REDOX.
La oxidación es el proceso por el cual se remueven electrones de*
átomos o de iones.
Al removérseles el oxígeno, los óxidos se reducen.*
La reducción es le proceso por el cual se le añaden electrones a*
átomos o iones.
La oxidación y reducción ocurren simultáneamenteen una reacción.*
Un agente reductor pierde electrones. Un agente oxidante gana*
electrones.
Si una sustan*cia libera electrones con facilidad es un agente
reductor fuerte, su forma oxidada es normalmente un agente oxidante débil.
Si una sustancia acepta electrones con facilidad es un agente*
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oxidante fuerte, su forma reducida es normalmente un agente reductor débil.
El número de oxidación es la carga aparente de un átomo cuando se*
le asigna cierto número de electrones a ese átomo.
Media reacción: la reacción de reducción u oxidación en una*
ecuación química.
El número de oxidación es la carga de un átomo cuando se le asigna*
un número particular de electrones.
La carga de un ion monoatómico es su número de oxidación.*
Los electrones compartidos se le asignan al elemento más*
electronegativo.
Las reglas para la asignación de los números de asiganación:
1. El número de oxidación de un elemento libre es 0.
2. El número de oxidación de un ion monoatómico(Na+, Ca2+, Al3+, Cl−) es
igual a la carga del ion.
3. El número de oxidación para cada átomo de hidrógeno, en la mayoría de los
compuestos, es 1+.
4. El número de oxidación de cada átomo de oxígeno, en la mayoría de los
compuestos, es 2−.
5. Las sumas de los números de oxidación de todos los átomos en un grupo
debe ser igual a la carga de ese grupo.
6. Cuando están en compuestos, los elementos del grupo IA, IIA y el aluminio
tienen números de oxidación positivos de 1+, 2+ y 3+, respectivamente.
Una reacción en la que el número de oxidación de cualquier elemento*
cambia en una reacción de oxidación−reducción(REDOX).
El cambio en el número de oxidación puede ayudarnos a determinar:*
el que una reacción sea REDOX, los agentes reductores y oxidantes de la
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reacción y los elementos que se oxidan o se reducen.
Las reacciones REDOX se balancean por electrones, por carga total y*
por átomos.
H+ significa H3O+ en solución.*
La química nuclear: radiactividad, reacciones decaimiento; ejercicios (pág.
576, Cap. 28)
Radiactividad: es el fenómeno por el cual los núcleos atómicos*
inestables se desintegran espontáneamente. También se dice que es el
fenómeno de la emisión de una partícula debido a la desintegración nuclear.
Las materiales radiactivos producen partículas y energía.*
El decaimiento nuclear es espotáneo, no se puede controlar.*
Las reacciones químicas ordinarias no producen tanta energía como*
la que se produce en las reacciones nucleares.
Fuerzas ordinarias no son lo suficientemente fuerte para mantener*
un núcleo unido.
Los nucleones(protones y neutrones) tienen una propiedad que*
corresponde a la del espín del electrón.
Los leptones(partículas elementales) y los hadrones(partículas*
complejas) son dos clases de partículas subatómicas.
Cada partícula tiene una antipartícula(partícula de imagen de*
espejo.)
Existen dos grupos de hadrones: mesones y bariones. Estos se*
componen de partículas más pequeñas llamadas quarks.
Hay 6 tipos de quarks: de arriba(up), de abajo(down),*
complacido(charmed), extraño(strange), cumbre(top), y de fondo(bottom.)
Los bariones se componen de tres quarks de colores diferentes.*
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Los mesones se componen de un quark y de un antiquark de colores*
complementarios.
los quarks y los hadrones se mantienen unidos por rl intercambio de*
gluones y de piones, respectivamente.
Aceleradores: utilizan campos magnéticos y ondas electromagnéticas*
para acelerar las partículas cargadas. Los aceleradores lineales y
sincrotones se utilizan para investigar la estructura nuclear.
Los tres tipos de radiación natural son: las partículas alfa(42He;*
el núcleo de helio), las partículas betas(0−1He; electrones) y los rayos
gamma(Y; cuantos de energía).
Una manera en que los núclidos radiactivos decaen es por la emisión*
de positrón.
La captura−K es el proceso por el cual el núcleo captura un*
electrónde primer nivel energético fuera del núcleo.
La radiación se mide en rad.*
Un rad es equivalente a 10 microjulios de energía, por gramo de*
tejido vivo.
Un rem es es la cantidad de daño efectuado al tejido viviente por*
un rad de rayos X.
Los rayos gamma son los más penetrantes.*
La radiación ambiental de fondo es como de 100−150(milirem)/año.*
Cada núclido radiactivo emite una radiación características.*
La vida media es el intervalo de tiempo requerido para que la mitad*
de los átomos de una muestra radiactiva decaiga.
Las cantidades determinadas experimentalmente, para las vidas*
medias, están basadas en un gran número de átomos.
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La energía de enlace es la energía requerida para separar el núcleo*
en sus partículas individuales.
Mientras mayor es la energía de enlace, mayos es la estabilidad del*
núcleo.
Los núcleos estables tienden a tener un número par, tanto de*
protones como de neutrones.
La estabilidad de los núclidos depende de: la energía de enlace por*
partícula, la razón neutrón a protón y un número par de protones y
neutrones.
Se puede lograr un aumento en la energía de enlace a través de*
varios tipos de reacciones nucleares.
1. Emisión de partícula alfa.
2. Captura de electrón −K.
3. Emisión beta +.
4. Emisión beta −.
5. Emisión de neutrones.
Una reacción de transmutación nuclear ocurre cuando se produce un*
átomo con número atómico diferente.
El número de masa y la carga elétrica se conservan en una reacción*
nuclear.
Para determinar la identidad de un elemento se utiliza la Tabla*
Periódica.
Los números atómicos de mayores de 92 de llaman los elementos*
transuránicos.
Se han producido otros elementos transuránicos por medio de*
bombardeo de elementos.
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Los núclidos radiactivos se pueden uasr como rastreadores.*
Por medio de un detector de radiación se pueden detectar los*
núclidos radiactivos(rastreadores.)
La fisión es el rompimiento de un núcleo pesado en dos parte*
aproximadamente iguales.
Las reacciones de fisión liberan grandes cantidades de energía.*
El agua y el grafito son buenos moderadores y ocasionan que los*
neutrones se deceleren mediante colisiones.
Un reactor nuclear es un aparato para controlar la fisión nuclear.*
En un reactor nuclear, la rapidez de la reacción se regula por*
medio de barras de control.
El recipiente de contención evita que el material radiactivo se*
escape al ambiente y evita que el personal de la planta se exponga a la
radiación que produce el reactor.
El agua es el refrigerante que más se utiliza para prevenir que el*
núcleo del reactor se sobrecaliente.
En las reacciones de fusión, dos o más núcleos pequeños se combinan*
para formar un núcleo más grande.
Las reacciones de fusión liberan mucha más cantidad de energía, por*
partículas, que las reacciones de fisión.
Los isótopos de hidrógeno son: tritio(31H) y deuterio(21H).*
Para que pueda ocurrir una reacción de fusión, la materia debe*
estar en la forma de plasma(10^8 grados C).
Las reacciones de fusión pueden contenerse en botellas*
magnéticas.
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