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CLASES DE QUIMICA 2015 SEGUNDO CUATRIMESTRE

BIENVENIDOS 

CLASES DE QUIMICA APLICADA 

A LA INGENIERIA 

SEGUNDO CUATRIMESTRE

(AGOSTO-DICIEMBRE 2015)


Ejemplo de una celda voltaica

La pila de zinc-carbono es un tipo tipo de pila seca común (pila salina). Está formada por un envase externo de zinc que actúa como contenedor y electrodo negativo (ánodo). En el interior se halla el terminal positivo (cátodo), conformado por una barra de carbono.  El electrolito utilizado es una pasta de cloruro de zinc y de cloruro de amonio disuelto en agua.
Sección transversal de una pila de zinc-carbono:
1 - Botón metálico superior (+).
2 - Barra de carbono (electrodo positivo)
3 - Vasija de zinc (electrodo negativo)
4 - óxido de manganeso(IV)
5 - pasta húmeda de cloruro de amonio (electrolito)
6 - Base metálica (-).

La pregunta de la semana: molalidad?

Una solución se prepara diluyendo 60 gramos de NaCl (sal) en 160 gramos de agua.¿Cuál es la molalidad de la solución?

Por favor deja tu respuesta en la seccion comentarios y si es posible justifica tu respesta


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La pregunta de la semana: densidad

Una vez a la semana publicaré una pregunta para que Uds la respondan en la sección de comentarios. Luego, el fin de semana siguiente (sábado o domingo) publicaré la respuesta final. Esta es la primera pregunta:

¿Cuál de los siguientes gráficos representa la densidad de una sustancia en función de su masa?  (a temperatura constante)? A, B, ó C?

Responde en la sección de comentarios y trata de justificar la respuesta...........





¿Quieres saber cómo trabaja una celda solar?


Las celdas solares generan electricidad a partir de una fuente de energía fácilmente disponible: la luz solar. ¿Quieres saber cómo trabaja una celda solar? La respuesta la encontrarás en ¿Como funcionan las celdas solares?

¿Como se le dan los nombres a los átomos?

Seguramente alguna vez te habrás preguntado de como es que los elementos químicos tienen esos símbolos tan partículares.  ¿por qué el metal oro se tiene como símbolo Au o por que existe un elemento llamado Germanio (Ge). 

Te invito a que vistes el sitio Preguntas de química para la respuesta a esta interrogante

Tabla Periódica Interactiva


El Laboratorio Nacional "Los Alamos" (por si no lo sabes fue allí donde se desarrolló la bomba atómica) pone a disposición de todos una tabla periódica interactiva. En dicha tabla se puede cliquear cualquier elemento y ser direccionado a una página en donde se dan detalles de dicho elemento, propiedades químicas, físicas, etc.

Número atómico, peso atómico, configuración electrónica

Número atómico (z) (En este caso el del platino (Pt) es 78)

Es el número de protones de un átomo. El número de protones en un átomo define qué elemento es. Por ejemplo, los átomos de carbono tienen seis protones, átomos de hidrógeno tiene uno, y los átomos de oxígeno tiene ocho. El número de protones en un átomo se conoce como el número atómico de ese elemento. El número de protones de un átomo determina también el comportamiento químico del elemento.

Símbolo atómico (En este caso Pt)

El símbolo atómico es una o dos letras elegidas para representar un elemento ("H" de "hidrógeno", etc.). Estos símbolos se utilizan a nivel internacional. Típicamente, el  símbolo de un átomo es el nombre truncado del elemento o el nombre latino truncado del elemento. Por ejemplo el sodio en latín se llama Natrium, de allí que su símbolo sea Na. El del calcio es Calcium, y por tanto Ca.

Peso atómico (en este caso del Pt es 195,09)
El peso atómico estándar es la masa media de un elemento en unidades de masa atómica ("uma"). Aunque los átomos individuales tienen siempre un número entero de unidades de masa atómica, la masa atómica en la tabla periódica se indica como un número decimal, ya que es un promedio de los distintos isótopos de un elemento. El número medio de neutrones para un elemento se puede encontrar restando el número de protones (número atómico) de la masa atómica.

Configuración electrónica
La configuración electrónica es la descripción orbital de las ubicaciones de los electrones en un átomo basal (natural). Utilizando los principios de la física, los químicos pueden predecir cómo reaccionarán los átomos en base a la configuración electrónica. Se pueden predecir las propiedades tales como la estabilidad, punto de ebullición, y la conductividad. Por lo general, sólo las capas de electrones más externos son importantes en la química, por lo que truncan la notación de los electrones internos mediante la sustitución de la descripción con el símbolo de un gas noble entre paréntesis. Este método de notación simplifica enormemente la descripción de las moléculas grandes.
Ejemplo: La configuración electrónica para Be es 1s2-2s2, pero escribir [He] 2s2 donde [He] es el equivalente a todos los electrones del átomo de helio. Las letras, s, p, d, f y designan la forma de los orbitales de y el superíndice da el número de electrones en ese orbital.


Entropia, entalpía, explicacion simple

Algunos conceptos termodinámicos básicos (ENTROPÍA, ENTALPIA) explicados de manera simple en el siguiente video con relación a por qué sucedenlas reacciones químicas. Espero que les ayude


Por qué explotan los metales alcalinos al contacto con el agua [VÍDEOs incluidos]



No sé si Uds lo sabrán (estoy seguro de que algún profesor de química se  los debe de haber dicho) que los metales alcalinos (aver, a ver cuales son?) producen una reacción explosiva violenta al ponerse en contacto con el agua. Hasta ahora la explicación dada a este fenómeno es que se atribuía a la formación de vapor y a la ignición del hidrógeno que se produce en el contacto.

Bueno para que vean que no todo esta escrito y no todo se sabe, resulta que en la revista Nature Chemistry han publicado un nuevo trabajo que arroja una explicación diferente. De acuerdo a estos investigadores, que estudiaron el fenómeno (la reacción del sodio con el agua) con detalle mediante cámaras de alta velocidad.  El proceso  se conoce como una explosión de tipo Coulomb que se inicia con una repulsión electrostática entre átomos con la misma carga del metal - ya que los electrones se han fugado al contacto con el agua. Es decir que el comportamiento explosivo se produce por la liberación de electrones casi inmediata del metal, que deja atrás los átomos cargados positivamente y empiezan a repelerse con fuerza entre ellos.

Esto es lo que "vieron" las cámaras cuando cae el sodio en agua:


Aquí un video simulando la reacción:

REDOX EN RESUMEN

1. Todas las reacciones electroquímicas implican trasferencias de electrones y son por lo tanto reacciones redox.

2. En una celda galvánica, la electricidad se produce por una reacción química espontánea.

La oxidación en el ánodo y la reducción en el cátodo se producen en forma
separada, y los electrones fluyen a través de un circuito externo.


3. Las dos partes de una celda galvánica son las semiceldas, y las reacciones en los electrodos son las reacciones de semicelda. Un puente salino permite el flujo de iones entre las dos partes de la celda.

4. La fuerza electromotriz (fem) de una celda es la diferencia de potencial que existe entre los dos electrodos. En el circuito externo de una celda galvánica los electrones fluyen del ánodo hacia el cátodo. En la disolución, los aniones se mueven hacia el ánodo y los cationes hacia el cátodo.

5. La cantidad de electricidad trasportada por 1 mol de electrones es 1 faraday, que es igual a 96500 coulombios.

6. Los potenciales estándar de reducción muestran la afinidad relativa de las reacciones de semicelda de reducción, y pueden ser utilizados para predecir los productos, dirección y espontaneidad de las reacciones redox entre varias sustancias.

7. La disminución en la energía libre del sistema en una reacción espontánea es igual al trabajo eléctrico hecho por el sistema sobre su entorno,
o ∆Gº =-nEºF

8. La constante de equilibrio para una reacción redox puede encontrarse a partir de la fuerza electromotriz de una celda.

9. La ecuación de Nernst da una relación entre la fem de la celda y la concentración de los reactivos y productos en condiciones distintas a las del estado estándar.

10. Las baterías, que constan de una o más celdas electroquímicas, se usan ampliamente como fuentes de energía autosuficientes. Algunas de las baterías mejor conocidas son las baterías de pilas secas, como la celda de Leclanché, la batería de mercurio, la batería de níquel-cadmio y el acumulador de plomo que se usa en los automóviles.

11. La corrosión de los metales, cuyo ejemplo más común es la oxidación del hierro, es un fenómeno electroquímico.

12. La corriente eléctrica de una fuente externa se usa para provocar una reacción química no espontánea en una celda electrolítica. La cantidad de producto formado o de reactivo consumido depende de la cantidad de electricidad trasferida en el electrodo.
Tomado de http://www.uclm.es/profesorado/afantinolo/Docencia/Inorganica/Tema2/ResumenT2IQ.pdf

Pila Zinc-Carbono

La pila de zinc-carbono es un tipo tipo de pila seca común (pila salina). Está formada por un envase externo de zinc que actúa como contenedor y electrodo negativo (ánodo). En el interior se halla el terminal positivo (cátodo), conformado por una barra de carbono.  El electrolito utilizado es una pasta de cloruro de zinc y de cloruro de amonio disuelto en agua.
Sección transversal de una pila de zinc-carbono:
1 - Botón metálico superior (+).
2 - Barra de carbono (electrodo positivo)
3 - Vasija de zinc (electrodo negativo)
4 - óxido de manganeso(IV)
5 - pasta húmeda de cloruro de amonio (electrolito)
6 - Base metálica (-).

¿Qué son las ecuaciones termoquímicas?

Son las ecuaciones que expresan simultáneamente las relaciones de masa y de energía (más comúnmente entalpía). (RECUERDA QUE LA ENTALPIA SE DESIGNA CON LA LETRA H y ES EL CALOR LIBERADO/ABSORBIDO A PRESIÓN CONSTANTE)

Guía para escribir e interpretar ecuaciones termoquímicas.

1.- Una ecuación termoquímica se escribe con las fórmulas de los reactivos y de los productos. Los coeficientes estequiométricos siempre se refieren al número de moles de cada sustancia.

2.- Cuando se escriben ecuaciones termoquímicas se deben especificar los estados físicos de todos los reactivos y productos, porque de ellos dependen los cambios reales de la entalpía (H). Usando la siguiente notación: (s) sólido,(l) líquido y (g) gas. 



La entalpía de la reacción de formación del agua depende del estado físico (gas, líquido, sólido)

3.- La cantidad de calor asociada a la reacción siempre se escribe en el extremo derecho, la reacción será exotérmica sí el DeltaH tiene valor negativo, y endotérmica sí el DeltaH tiene valor positivo.

4.- Cuando se invierte una ecuación, se cambian los papeles de los reactivos y productos. En consecuencia, la magnitud de DeltaH para la ecuación es la misma pero cambia de signo

5.- Si se multiplican ambos lados de la ecuación por el factor n, entonces también cambiará por el mismo factor
.

Problema Resuelto de Termoquímica

PROBLEMA:

50 g de agua se calientan desde una temperatura inicial de 20 ºC hasta una temperatura de 60 ºC. ¿Cuál es la cantidad de calor absorbida?


Masa = 50 g
Tinicial = 20ºC
T final = 60 ºC

Q =mCe ∆T
Q = (50 g)(1 cal/gºC)(60 ºC – 20 ºC)
Q =2000 cal
= 2 kcal



Ley de Hess: ejercicio resuelto (video)

En este video se muestra el desarrollo de un ejemplo en el cual se solicita calcular la entalpía de formación del etano gaseoso a condiciones estándar cuando se obtiene a partir de carbono sólido y de hidrógeno gaseoso

Ley de Hess


La Ley de Hess dice que “La variación de entalpía que tiene lugar cuando los reactivos se transforman en productos es la misma, tanto si la reacción transcurre en una sola etapa como si ocurre en varias etapas”.

Fíjate en la imagen siguiente:






Según la ley de Hess La energía total de al reaccion es la misma "si sigue el camino rojo ó el camino azul". Lo que realmente interesa es solamente el estado inicial (reactivos) y el estado final (productos) del sistema. 

Desde un punto de vista práctico la Ley de Hess permite calcular la entalpía (energía) de una reacción si se conocen reacciones (o caminos) alternativ@s.

¿Cómo se nombran los compuestos Químicos?


Si querés una Guía resumida de como nombrar los compuestos químicos puedes revisar la siguiente Guía en formato Kindle


Por un precio bajo podrás disponer de esta guía (en formato Kindle) sobre como nombrar compuestos químicos. En ella veras como se nombran los oxidos, sales, iones, bases (hidróxidos), ácidos y otros.

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Estados de oxidación: Reglas

- En elementos libres es igual a 0
- En iones monoatómicos es igual a la carga del ión
- En el Oxígeno es igual a -2 (salvo en peróxidos -1)
- En el Hidrógeno es igual a +1 (salvo en hidruros metálicos -1)
- Los metales tienen estados de oxidación positivo
- Los metales del grupo IA  tienen EO igual a +1
- Los metales grupo IIA tienen EO igual a +2
- ∑ estados de oxidación es igual a 0 para una molécula
- ∑ estados de oxidación es igual a la carga del ión (iones poliatómicos)

ESTADOS DE OXIDACIÓN MÁS HABITUALES DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS: METALES

ESTADOS DE OXIDACIÓN MÁS HABITUALES DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS: METALES


ESTADOS DE OXIDACIÓN MÁS HABITUALES DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS: No metales

ELEMENTOS NO METALICOS

¿Que es el estado de oxidación?


Los estados de oxidación no son otra cosa que la carga que asignamos a los átomos en una molécula o ión, partiendo de la suposición de que todos los enlaces presentes en esta son 100% iónicos.

Esta suposición es por supuesto errónea y ficticia. Sin embargo, la asignación de números de oxidación es útil para calcular el número de electrones intercambiados en reacciones redox.

En este link pueden consultar ESTADOS DE OXIDACIÓN MÁS HABITUALES DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS.. (cortesia de la Universidad Nacional de Lujan) Esta en formato de pdf. Asi que pueden descargarlo o imprimirlo

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