UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA

CENTRO UNIVERSITARIO DE LOS ALTOS DE JALISCO

JOSÉ FERNÁNDEZ CABRERA

FISICOQUÍMICA

4TO SEM

INGENIERÍA EN SISTEMAS PECUARIOS

Se produce un Equilibrio Químico cuando los reactantes se forman tan

rápidamente como los productos, de modo que la composición de la

mezcla permanece constante y no cambia con el tiempo.

Un equilibrio químico se representa con la siguiente ecuación:

a A + b B c C + d D Proceso dinámico y reversible

Es el estado alcanzado en una reacción reversible en que la velocidad

de la reacción a la derecha, VD es igual a la velocidad de la reacción a

la izquierda, VI .

Se establece cuando existen dos reacciones opuestas que tienen lugar

simultáneamente a la misma velocidad.

EJEMPLO: SEA LA REACCIÓN: H2 + I2⇌ 2HI

A medida que pasa el tiempo, el

H2 y el I2 reaccionan hasta

formar HI según VD , por ser una

reacción reversible el HI se

transforma a H2 y I2 según VI.

Cuando VD = VI se dice que el

sistema alcanza el equilibrio,

por lo tanto las propiedades

macroscópicas como la

temperatura, concentración,

densidad, presión, etc.

permanecen constante.

Iodo (I2)

Hidrógeno (H2)

Yoduro de hidrógeno (HI)

VARIACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN CON EL TIEMPO

Equilibrio químico

Conce

ntr

aci

ones

(mol/

l)

Tiempo (s)

[HI]

[I2]

[H2]

CARACTERÍSTICAS DEL EQUILIBRIO QUÍMICO

A nivel macroscópico, el equilibrio es estático, debido a que las

propiedades (presión, temperatura, calor de reacción, etc.)

permanecen inalterables.

A nivel molecular, el equilibrio es dinámico, debido a que la

velocidad directa (VD) e inversa (VI ) son iguales.

El equilibrio es espontaneo, es decir se da en un tiempo finito

sin la influencia de factores externos.

El equilibrio conserva sus propiedades y la naturaleza de las

sustancias en cualquier sentido

EQUILIBRIO HOMOGÉNEO

Son aquellos sistemas donde los reactantes y productos se

encuentran en una misma fase o en un mismo estado físico

Ejemplo

1N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

EQUILIBRIO HETEROGÉNEO

Son sistemas donde las sustancias se encuentran en más de una

fase o más de un estado físico

Ejemplo

CaCO3(s) + calor ⇌ CaO(s) + CO2(g)

Factores que afectan a la posición del equilibrio

Principio de Le Chatelier:

Si un sistema químico en

equilibrio es perturbado por un

cambio en la concentración,

presión o temperatura, el

sistema se desplazara, si es

posible, para contrarrestar

parcialmente el cambio y

alcanzar de nuevo el equilibrio.

Es una reacción química que se efectúa en ambos sentidos

simultáneamente, es decir, los productos reaccionan entre sí y

regeneran a los reactivos.

Este tipo de reacción se representa con una doble flecha,

donde la flecha indica el sentido de la reacción; Esta ecuación

representa una reacción directa (hacia la derecha) que ocurre

simultáneamente con una reacción inversa (hacia la izquierda):

Ocurre prácticamente en un solo sentido. En este tipo de reacciones la

velocidad de la reacción inversa es despreciable respecto de la velocidad

de la reacción directa. Y en algunas reacciones como en las de

combustión prácticamente nula.

La reacción ocurre hasta que se agota al menos uno de los reactivos.

Se le llama así a toda reacción química en la que uno o más electrones se

transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de

oxidación. Esta transferencia se produce entre un conjunto de elementos

químicos, uno oxidante y uno reductor (una forma reducida y una forma

oxidada respectivamente).

Para que exista una reacción de reducción-oxidación, en el sistema debe

haber un elemento que ceda electrones, y otro que los acepte:

•El agente reductor

•El agente oxidante

Concepto de oxidación y reducción

Oxidación:

• Un átomo o ion se oxida

• Aumenta su estado de oxidación

• Cede o pierde electrones

Agente Reductor: Es la especie química que se

oxida, es decir, la que cede electrones.

Reducción:

• Un átomo o ion se reduce

• Disminuye su estado de oxidación

• Gana o acepta electrones

Agente Oxidante: Es la especie química que se

reduce, es decir, la que acepta electrones.

La oxidación se refiere a:

La ganancia de oxígeno por parte de una molécula

La pérdida de hidrógeno en una molécula

La pérdida de electrones que sufre un átomo o grupo de átomos

Aumentando en consecuencia su número de oxidación

La reducción se refiere a:

La pérdida de oxígeno por parte de una molécula

La ganancia de hidrógeno en una molécula

La ganancia de electrones que sufre un átomo o grupo de átomos

Disminución o reducción en su número de oxidación

En los procesos de óxido reducción, la transferencia de electrones ocurre siempre desde un agente reductor a un agente oxidante.

Arrhenius (1883)

Ácido: Sustancia que, en disolución acuosa, da H+

HCl H+ (aq) + Cl- (aq)

Base: Sustancia que, en disolución acuosa, da OH-

NaOH Na+ (aq) + OH- (aq)

ACIDOS

Tienen sabor agrio

Son corrosivos a la piel

Enrojecen ciertos colorantes

Disuelven sustancias

Atacan a los metales (Mg, Zn, Fe) desprendiendo H2

Pierden sus propiedades al reaccionar con las bases (OH)

H+

BASES- álcalis

Tienen sabor amargo

Suaves al tacto pero son corrosivos con la piel

Dan color azul a ciertos colorantes vegetales

Precipitan sustancias disueltas por ácidos

Disuelven grasas (resbalosos y jabonosos)

OH-

Acidos Bases

HCl + Mg → H2 + MgCl

HCl + KOH → H2O + KClÁcido Base Agua Sal

NEUTRALIZACION

A. FUERTESSe ionizan totalmente en agua para formar iones hidronio

Ácido fuerte

Ácido débil

Cede fácilmente un protón

Cede con dificultad un protón

HCl, HClO4, HNO3, H2SO4

CH3COOH, H2CO3, HCN, HF

Ácidos fuertes y débiles

A. DÉBILES Se ionizan en pequeña proporción en solución diluida

CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+

HCl+ H2O H3O+ + Cl-

Algunos acidos comunes

Sulfuric Acid H2SO4 Battery acid

Phosphoric acid H3PO4 Lime-Away

Carbonic acid H2CO3 Soda – Pepsi/Coke

Hydrochloric Acid HCl Stomach Acid

Acetic Acid CH3COOH Vinegar

Name Formula Common Name

.

Bases fuertes y débiles

Base fuerte

Basedébil

Acepta fácilmente un protón

Acepta un protón con dificultad

NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2

NH3,C6H5NH2, CH3NH3Cl

Cuando un ácido o una base se disuelve en agua se disocia o se ioniza:

TOTALMENTE: bases FUERTES

PARCIALMENTE: bases DÉBILES

Algunas bases comunes

Sodium hydroxide NaOH lye or caustic soda

Potassium hydroxide KOH lye or caustic potash

Magnesium hydroxide Mg(OH)2 milk of magnesia

Calcium hydroxide Ca(OH) 2 pickling lime Ammonia water NH3 H2O household ammonia

Name Formula Common Name

.

Algunas bases comunes

Sodium hydroxide NaOH lye or caustic soda

Potassium hydroxide KOH lye or caustic potash

Magnesium hydroxide Mg(OH)2 milk of magnesia

Calcium hydroxide Ca(OH) 2 pickling lime Ammonia water NH3 H2O household ammonia

Name Formula Common Name

.

Como reaccionan los acidos y

las bases

Comportamiento ácido–base de las sales

Neutras

Ácidas

Básicas

Reacciones de ácidos fuertes y bases fuertes: NEUTRALIZACION

[p.ej.: NaCl, KCl, NaNO3]

Ácido + Base Agua + Sal

HCl + NaOH H2O + NaCl

H3PO4 + 3KOH 3H2O +

K3PO4

H+ + OH- H2O

Disolución neutra

Reacciones de los ácidos

Ácido : Especie que tiene tendencia a donar protones: H+

Base: Especie que tiene tendencia a aceptar protones: H+

Ácido mas

fuerte

Base mas

fuerte

Base más

débilÁcido más

débil

Transferencia

protónica

Par ácido-base conjugado

Ácidos y bases de Brønsted-Lowry

HCl + H2O H3O+ + Cl-

Donador de Receptor de

protones protones

Acido Base

HCl + H2O H3O+ + Cl-

Ácido : Especie que tiene tendencia a donar protones: H+

Base: Especie que tiene tendencia a aceptar protones: H+

Ácido mas

fuerte

Base mas

fuerte

Base más

débilÁcido más

débil

Transferencia

protónica

Par ácido-base conjugado

Ácidos y bases de Brønsted-Lowry

HCl + H2O H3O+ + Cl-

Donador de Receptor de

protones protones

Acido Base

HCl + H2O H3O+ + Cl-

VALORACIONES ÁCIDO-BASE.

¿Cómo podemos determinar la concentración de un ácido

o de una base en una disolución?

Método más empleado: valoración ácido-base

Una disolución que contiene una concentración conocida de

base (o ácido) se hace reaccionar con una disolución de ácido

(o de base) de concentración desconocida.

Medimos el volumen de la disolución de base (o ácido)

necesario para que consuma (neutralice) todo el ácido (o base).

Cuando se logra la neutralización completa:

Punto de equivalencia

¿Cómo sé cuándo he llegado al punto de equivalencia?

Curva de valoración: Representación del pH en función del

volumen añadido.

Punto de

equivalencia