Concentración molar

Disoluciones. Iones. Líquidos. Solubilidad. Disolvente. Soluto. Propiedades coligativas. Ley de Raoult. Reacciones. Ácidos. Sales. Bases. Teoría de Lewis. PH. Electrolitos. REDOX (Oxidación Reducción). Oxidaciones

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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        Soluto

            Gas                    gas, líquido o sólido

            Líquido gas, líquido o sólido

Sólido gas, líquidoo sólido

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.

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.

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.

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.*

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*

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;*

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.

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*

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.

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.

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*

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

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.*

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.

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.

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”.