Entradas

Cinética química: velocidad, orden de reacción y Arrhenius con ejercicios resueltos

Respuesta corta La cinética química estudia cuánto tarda una reacción y cómo cambia su velocidad cuando varían las concentraciones o la temperatura. La velocidad se mide como cambio de concentración por tiempo. La ley de velocidad relaciona esa velocidad con las concentraciones y permite hallar el orden de reacción a partir de datos experimentales. La ecuación de Arrhenius describe cómo varía la constante de velocidad, k , con la temperatura. Son tres preguntas distintas: cuánto cambia una concentración, de qué concentraciones depende y qué ocurre al calentar. Concepto: de la reacción a los datos En una reacción A → productos, la concentración de A suele disminuir con el tiempo. Una tabla de concentración frente a tiempo permite calcular la velocidad media en un intervalo. Si repetimos el experimento con distintas concentraciones iniciales, podemos investigar la ley de velocidad. Si medimos k a varias temperaturas, podemos estimar una energía de activación aparente mediante Arr...
Publicar un comentario
Leer más

TRPECV / VSEPR: geometría molecular, ángulos e hibridación

TRPECV / VSEPR: geometría molecular, ángulos e hibridación Respuesta corta La teoría de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia, TRPECV o VSEPR, predice la disposición espacial de las regiones de densidad electrónica alrededor de un átomo central. Los pares enlazantes y los pares libres se separan tanto como pueden. La geometría electrónica cuenta todas las regiones; la geometría molecular solo describe la posición de los átomos. El procedimiento es: Dibujar una estructura de Lewis razonable. Contar regiones electrónicas alrededor del átomo central. Identificar la fórmula AXₘEₙ. Obtener geometría electrónica, geometría molecular y ángulos aproximados. Relacionar el número de regiones con una hibridación orientativa. Para los ejemplos solicitados: Especie Fórmula VSEPR Geometría electrónica Geometría molecular Ángulo ideal/aprox. Hibridación orientativa SO₃ AX₃ trigonal plana trigonal plana 120° sp² NO₂⁺ AX₂ lineal lineal 180° sp ...
Publicar un comentario
Leer más

Química de coordinación: nomenclatura, geometría, campo cristalino y CFSE

Química de coordinación: nomenclatura, geometría, campo cristalino y CFSE Respuesta corta Un compuesto de coordinación contiene un metal central unido a ligandos que donan pares de electrones. Para analizarlo conviene seguir este orden: Identificar la esfera de coordinación y la carga del complejo. Nombrar ligandos y metal con el estado de oxidación correcto. Contar el número de coordinación. Proponer la geometría más probable. Determinar la configuración d del metal. Distribuir los electrones en los niveles de campo cristalino y calcular la energía de estabilización. En un complejo octaédrico los orbitales d se separan en un conjunto inferior t₂g y otro superior e g . La separación se llama Δo. Los orbitales t₂g se estabilizan −0,4Δo por electrón y los eg se desestabilizan +0,6Δo por electrón. La energía de estabilización del campo cristalino, sin incluir todavía el costo de apareamiento, es: CFSE = [−0,4 n(t₂g) + 0,6 n(eg)]Δo La fuerza del ligando puede producir complej...
Publicar un comentario
Leer más

Termodinámica: ΔH, ΔS, ΔG, espontaneidad, K y Van’t Hoff

Termodinámica química: ΔH, ΔS, ΔG, espontaneidad, K y Van’t Hoff Respuesta corta La termodinámica permite predecir si un proceso es favorable bajo unas condiciones, aunque no indique por sí sola qué tan rápido ocurre. A temperatura y presión constantes, el criterio central es la energía libre de Gibbs: ΔG = ΔH − TΔS ΔG < 0: el proceso es espontáneo en el sentido escrito. ΔG = 0: el sistema está en equilibrio. ΔG > 0: el sentido escrito no es espontáneo; el inverso sí puede serlo. ΔH mide el cambio de entalpía, ΔS el cambio de entropía y T debe estar en kelvin. En condiciones estándar: ΔG° = −RT ln K Así, K grande corresponde a ΔG° negativo y productos favorecidos en el equilibrio. La ecuación integrada de Van’t Hoff conecta temperatura y constante de equilibrio: ln(K₂/K₁) = −(ΔH°/R)(1/T₂ − 1/T₁) Si la reacción es endotérmica, ΔH° > 0, K aumenta al subir la temperatura. Si es exotérmica, K disminuye al calentar, dentro del intervalo donde ΔH° pueda considerarse ...
Publicar un comentario
Leer más

Solubilidad y Kps: precipitación, ion común y concentración máxima

Solubilidad y Kps: cuándo precipita un compuesto como PbCO₃ Respuesta corta La solubilidad de una sal poco soluble se describe mediante un equilibrio entre el sólido y sus iones disueltos. Para el carbonato de plomo(II): PbCO₃(s) ⇌ Pb²⁺(aq) + CO₃²⁻(aq) el producto de solubilidad a 25 °C puede tomarse como Kps = 7,4 × 10⁻¹⁴ en una aproximación de concentraciones. El cociente de reacción para precipitación es: Qps = [Pb²⁺][CO₃²⁻] Si Qps < Kps, la disolución está insaturada y no precipita PbCO₃. Si Qps = Kps, está justo saturada. Si Qps > Kps, precipita sólido hasta que el sistema se acerque a Qps = Kps. La concentración máxima de Pb²⁺ antes de precipitar depende de cuánto CO₃²⁻ ya haya en la solución. Si [CO₃²⁻] = 1,0 × 10⁻³ M, el límite ideal es: [Pb²⁺]máx = Kps/[CO₃²⁻] = 7,4 × 10⁻¹¹ M El ion común reduce la solubilidad. Las concentraciones calculadas son aproximaciones: pH, protonación del carbonato, actividad iónica y complejos de plomo pueden cambiar el resultado ...
Publicar un comentario
Leer más

Equilibrio químico: Kc, Kp, cociente Q, desplazamiento y volumen

Equilibrio químico: Kc, Kp, cociente Q, desplazamiento y volumen Respuesta corta En un equilibrio químico las reacciones directa e inversa ocurren simultáneamente, pero las concentraciones macroscópicas permanecen constantes. La constante de equilibrio resume la composición de equilibrio a una temperatura fija. Kc usa concentraciones molares; Kp usa presiones parciales. El cociente de reacción Q tiene la misma forma algebraica, pero se calcula con el estado actual, aunque todavía no sea de equilibrio. La comparación es directa: Q < K: faltan productos y el sistema se desplaza hacia la derecha. Q > K: sobran productos y se desplaza hacia la izquierda. Q = K: el sistema ya está en equilibrio. Un cambio de volumen modifica instantáneamente las presiones parciales de todos los gases. El equilibrio se desplaza hacia el lado con menos moles gaseosos al comprimir y hacia el lado con más moles gaseosos al expandir. Si ambos lados tienen el mismo número de moles gaseosos, e...
Publicar un comentario
Leer más

Teoría de orbitales moleculares: diagramas OM, notación de Mulliken, orden de enlace y magnetismo

Respuesta corta La teoría de orbitales moleculares (OM) combina orbitales atómicos para formar orbitales extendidos sobre toda la molécula. En una diatómica homonuclear, cada combinación produce un orbital enlazante y otro antienlazante. Para resolver un ejercicio hay que contar electrones, llenar los OM en orden de energía, calcular el orden de enlace y revisar si quedan electrones desapareados. Para las especies solicitadas: Especie Orden de enlace Electrones desapareados Magnetismo Predicción de estabilidad F 2 + 1,5 1 Paramagnética Enlace más fuerte que F 2 F 2 1 0 Diamagnética Estable F 2 − 0,5 1 Paramagnética Enlace más débil que F 2 O 2 + 2,5 1 Paramagnética Enlace más fuerte que O 2 O 2 − 1,5 1 Paramagnética Enlace más débil que O 2 O 2 2− 1 0 Diamagnética Enlace más débil que O 2
Publicar un comentario
Leer más