Leyes Fundamentales De La Quimica

Leyes Fundamentales De La Química

Leyes de los gases

Ley de Boyle.
Ley de Gay-Lussac.

Leyes de las reacciones químicas

Ley de la conservación de masa o de Lavosier.
Ley de las proporciones constantes o Ley de Proust.
Ley de las proporciones múltiples Dalton.
Ley de los volúmenes de combinación o Ley de Gay-Lussac.

El nacimiento de una nueva Teoría

Teoría atómica de Dalton.
Ley de Avogadro.
Definiciones.

Definición 

Ley de Boyle, publicada en el 1.660

La presión de una cantidad fija de gas es inversamente proporcional al volumen que ocupa, siempre y cuando se mantenga la temperatura constante.

Ley de Gay-Lussac, publicada en el 1.808

Si mantenemos constante la presión, los cambios de volumen que experimentan una cantidad fija de gas son directamente proporcionales a los cambios de temperatura.

Ley de Lavosier o de conservación de la masa, publicada en el 1.789

En un sistema aislado la masa se mantiene constante, lo que implica que la masa total de reactivos es igual a la masa total de las sustancias que se obtienen tras la reacción.

Ley de Proust, publicada en el 1.801

Cuando dos o más sustancias simples se combinan para formar un determinado compuesto,lo hacen siempre manteniendo la misma proporción entre las masas.

Ley de las proporciones múltiples Dalton, publicada en el 1.803

Cuando dos sustancias simples se combinan, y al hacerlo pueden formar más de una sustancia compuesto, los pesos de una de ellas que se combinan con un peso fijo de la otra, guardan entre sí una relación dada por números sencillos.

Ley de los volúmenes de combinación o de Gay-Lussac, publicada en el 1.809

Cuando se produce una reacción química en la que intervienen gases, los volúmenes de las sustancias gaseosas que intervienen la reacción, guarda entre sí una relación dada por números sencillos.

Teoría atómica de Dalton, publicada en el 1.8101

La materia esta formada por átomos indivisibles e indeformables
Las sustancias compuestos están formados por átomos compuestos
Todos los átomos de una sustancia pura son idénticos y por lo tanto tiene la misma masa e idénticas sus demás propiedades.
Los átomos de distintas sustancias tienen diferentes la masa y las demás propiedades (por ejemplo el tamaño, etc..)
Cuando se produce una reacción química, los átomos, puesto que son inalterables, ni se crean ni se destruyen, tan solo se distribuyen y organizan de otra forma.

Ley de Avogadro, propuesta en 1.8112

En las mismas condiciones de presión y temperatura, volúmenes iguales de diferentes gases tienen el mismo número de moléculas.

Electroquímica

Electroquímica

Electroquímica es una rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química.1 En otras palabras, las reacciones químicas que se dan en la interfaz de un conductor eléctrico (llamado electrodo, que puede ser un metal o un semiconductor) y un conductor iónico que también es muy importante en el mundo (el electrolito) pudiendo ser una disolución y en algunos casos especiales, un sólido.2

Si una reacción química es provocada por una diferencia de potencial aplicada externamente, se hace referencia a una electrolisis. En cambio, si la diferencia de potencial eléctrico es creada como consecuencia de la reacción química , se conoce como un "acumulador de energía eléctrica", también llamado batería, celda galvánica o electricity.

Las reacciones químicas donde se produce una transferencia de electrones entre moléculas se conocen como reacciones redox, y su importancia en la electroquímica es vital, pues mediante este tipo de reacciones se llevan a cabo los procesos que generan electricidad o, en caso contrario, son producidos como consecuencia de ella.

Historia

Artículo principal: Historia de la electroquímica
Los antecedentes acerca del conocimiento de la electricidad en tératmosférica, Charles-Augustin de Coulomb (teoría de atracción electrostática) en 1781 y los estudios de Henry Cavendish, Joseph Priestley y Humphry Davy en Inglaterra, se logró pavimentar el camino para el nacimiento científico de la electroquímica. Por otro lado la científica Delianny Merchan, también contribuyo a esto.

Es, durante finales del siglo XVIII (Ilustración), cuando el anatomista y médico italiano Luigi Galvani marcó el nacimiento de la electroquímica de forma científica al descubrir el fenómeno que ocurría, al pasar electricidad por las ancas de rana y nuevamente al tocar ambos extremos de los nervios empleando el mismo escalpelo descargado. Dichas observaciones las publicó en su ensayo "De Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius" (del Latín por, Comentario acerca del efecto de la electricidad en el movimiento muscular). Es de esta forma que en 1791 propuso la existencia de una sustancia "nervio-eléctrica" existente en toda forma de vida.

El físico Italiano Alessandro Volta mostrando su "Pila" al emperador francés Napoleón Bonaparte en 1801.
Galvani pensó que esta nueva fuerza vital, era una nueva forma de generación de electricidad natural, además de las ya conocidas por el hombre como la existente en los truenos y relámpagos o en algunos animales como la anguila eléctrica o las rayas eléctricas.


Los aportes posteriores en la fabricación de la primera batería de la época moderna dada por Alessandro Volta permitieron que durante la revolución industrial, científicos connotados como William Nicholson y Johann Wilhelm Ritter fundaran la disciplina de la galvanoplastia. Años más tarde todo ello desembocaría en el descubrimiento de la termoelectricidad por Thomas Johann Seebeck.

Tipos de celda electroquímicas

• Celdas electrolíticas: son aquellas en las cuales la energía eléctrica que procede de una fuente externa provoca reacciones químicas no espontáneas .

• Celdas voltáicas: son aquellas en las cuales las reacciones químicas espontáneas producen electricidad la cual sale a un circuito externo.

 ELECTRODOS

Los electrodos son superficies sobre las cuales se producen semirreacciones de oxidación o reducción. Pueden o no participar en las reacciones. Los que no reaccionan se llaman electrodos inertes.

Tanto en la celda electrolítica como voltaica, el cátodo se define como el electrodo en el cual se produce la reducción . El ánodo se define como el electrodo donde se produce la oxidación .

Radiación Electromagnética

La radiación electromagnética

La radiación electromagnética esta formada por la combinación de campos eléctricos y magnéticos, que se propagan a través del espacio en forma de ondas portadoras de energía.
Las ondas electromagnéticas tienen las vibraciones perpendiculares a la dirección de propagación de la onda. Por tal motivo, se las clasifica entre las ondas transversales.
Las ondas electromagnéticas viajan a través del espacio, y no necesitan de un medio material para propagarse.

El físico escocés, James Clerk Maxwell fue el primero en hacer la observación teórica de que un campo electromagnético variable admite una solución cuya ecuación de movimiento se corresponde a la de una onda.

Eso sugería que el campo electromagnético era susceptible de propagarse en forma de ondas, tanto en un medio material como en el vacío.
Las ecuaciones de Maxwell sugerían que la velocidad de propagación en el vacío era constante, para todos los observadores.
Las ondas electromagnéticas (ondas de radio, microondas, ondas infrarrojas, luz visible, luz ultravioleta, rayos X, rayos gamma) viajan a la velocidad de 299.792.458 metros/seg en el vacío (se redondea a 300.000 km/seg)


El físico alemán Heinrich Hertz, en 1888, realizó los primeros experimentos para detectar físicamente las ondas electromagnéticas.


Fue el primero que construyó un aparato que emitía y detectaba ondas electromagnéticas VHF y UHF.

Espectro electromagnético

El espectro electromagnético (o simplemente espectro) es el rango de todas las radiaciones electromagnéticas posibles. El espectro de un objeto es la distribución característica de la radiación electromagnética de ese objeto.

El espectro electromagnético se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la onda corta), que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la fracción del tamaño de un átomo. Se piensa que el límite de la longitud de onda corta está en las cercanías de la longitud Planck, mientras que el límite de la longitud de onda larga es el tamaño del universo mismo, aunque en principio el espectro sea infinito y continuo.

Rango del espectro

El espectro cubre la energía de ondas electromagnéticas que tienen longitudes de onda diferentes. Las frecuencias de 30 Hz y más bajas pueden ser producidas por ciertas nebulosas estelares y son importantes para su estudio. Se han descubierto frecuencias tan altas como 2.9 * 1027 Hz a partir de fuentes astro físicas.
La energía electromagnética en una longitud de onda particular λ (en el vacío) tiene una frecuencia asociada f y una energía fotónica E. Así, el espectro electromagnético puede expresarse en términos de cualquiera de estas tres variables, que están relacionadas mediante ecuaciones.

De este modo, las ondas electromagnéticas de alta frecuencia tienen una longitud de onda corta y energía alta; las ondas de frecuencia baja tienen una longitud de onda larga y energía baja.

El comportamiento de la radiación electromagnética depende de su longitud de onda. Las frecuencias más altas tienen longitudes de onda más cortas, y las frecuencias inferiores tienen longitudes de onda más largas. Cuando la radiación electromagnética interacciona con átomos y moléculas, su comportamiento también depende de la cantidad de energía por cuanto que transporta. La radiación electromagnética puede dividirse en octavas (como las ondas sonoras). 

Tipos de radiación

Aunque el esquema de clasificación suele ser preciso, en realidad existe algo de trasposición entre tipos vecinos de energía electromagnética. Por ejemplo, las ondas de radio a 60 Hz pueden ser recibidas y estudiadas por astrónomos, o pueden ser conducidas a lo largo de cables como energía eléctrica. También, algunos rayos gamma de baja energía realmente tienen una longitud de onda más larga que algunos rayos X de gran energía. Esto es posible porque "rayo gamma" es el nombre que se le da a los fotones generados en la descomposición nuclear u otros procesos nucleares y subnucleares, mientras que los rayos X son generados por transiciones electrónicas que implican electrones interiores muy energéticos.

Radiofrecuencia

Las ondas de radio suelen ser utilizadas mediante antenas del tamaño apropiado (según el principio de resonancia), con longitudes de onda en los límites de cientos de metros a aproximadamente un milímetro. Se usan para la transmisión de datos, a través de la modulación. La televisión, los teléfonos móviles, las resonancias magnéticas, o las redes inalámbricas y de radio-aficionados, son algunos usos populares de las ondas de radio.

Las ondas de radio pueden transportar información variando la combinación de amplitud, frecuencia y fase de la onda dentro de una banda de frecuencia. El uso del espectro de radio está regulado por muchos gobiernos mediante la asignación de frecuencias. Cuando la radiación electromagnética impacta sobre un conductor, se empareja con él y viaja a lo largo del mismo, induciendo una corriente eléctrica en la superficie de ese conductor mediante la excitación de los electrones del material de conducción. Este efecto (el efecto piel) se usado en las antenas.

Microondas

La frecuencia super alta (SHF) y la frecuencia extremadamente alta (EHF) de las microondas son las siguientes en la escala de frecuencia. Las microondas son ondas los suficientemente cortas como para emplear guías de ondas metálicas tubulares de diámetro razonable. La energía de microondas se produce con tubos klistrón y tubos magnetrón, y con diodos de estado sólido como los dispositivos Gunn e IMPATT. Las microondas son absorbidas por la moléculas que tienen un momento dipolar en líquidos. 

El horno microondas promedio, cuando está activo, está en un rango cercano y bastante poderoso como para causar interferencia con campos electromagnéticos mal protegidos, como los que se encuentran en dispositivos médicos móviles y aparatos electrónicos baratos.

Rayos T

La radiación de terahertzios (o Rayos T) es una región del espectro situada entre el infrarrojo lejano y las microondas. Hasta hace poco, este rango estaba muy poco estudiado, ya que apenas había fuentes para la energía microondas en el extremo alto de la banda (ondas submilimétrica o también llamadas ondas terahertzios). Sin embargo, están apareciendo aplicaciones para mostrar imágenes y comunicaciones. Los científicos también buscan aplicar la tecnología de rayos T en las fuerzas armadas, donde podrían usarse para dirigirlas a las tropas enemigas, ya que las ondas de alta frecuencia incapacitan los equipos electrónicos.

Radiación infrarroja

La parte infrarroja del espectro electromagnético cubre el rango desde aproximadamente los 300 GHz (1 mm) hasta los 400 THz (750 nm). Puede ser dividida en tres partes:

* Infrarrojo lejano, desde 300 GHz (1 mm) hasta 30 THz (10 μm). La parte inferior de este rango también puede llamarse microondas. Esta radiación es absorbida por los llamados modos rotatorios en las moléculas en fase gaseosa, mediante movimientos moleculares en los líquidos, y mediante fotones en los sólidos. El agua en la atmósfera de la Tierra absorbe tan fuertemente esta radiación que confiere a la atmósfera efectividad opaca. Sin embargo, hay ciertos rangos de longitudes de onda ("ventanas") dentro del rango opaca¡o que permiten la transmisión parcial, y pueden ser usados en astronomía.

* Infrarrojo medio, desde 30 a 120 THz (10 a 2.5 μm). Los objetos calientes (radiadores de cuerpo negro) pueden irradiar fuertemente en este rango. Se absorbe por vibraciones moleculares, es decir, cuando los diferentes átomos en una molécula vibran alrededor de sus posiciones de equilibrio. Este rango es llamado, a veces, región de huella digital, ya que el espectro de absorción del infrarrojo medio de cada compuesto es muy específico.

* Infrarrojo cercano, desde 120 a 400 THz (2500 a 750 nm). Los procesos físicos que son relevantes para este rango son similares a los de la luz visible.

Radiación visible (luz)

La frecuencia por encima del infrarrojo es la de la luz visible. Este es el rango en el que el Sol y las estrellas similares a él emiten la mayor parte de su radiación. No es probablemente una coincidencia que el ojo humano sea sensible a las longitudes de onda que el sol emite con más fuerza. La luz visible (y la luz cercana al infrarrojo) son absorbidas y emitidas por electrones en las moléculas y átomos que se mueven desde un nivel de energía a otro. La luz que vemos con nuestros ojos es realmente una parte muy pequeña del espectro electromagnético. Un arco iris muestra la parte óptica (visible) del espectro electromagnético; el infrarrojo (si pudiera verse) estaría localizado justo a continuación del lado rojo del arco iris, mientras que el ultravioleta estaría tras el violeta.

La radiación electromagnética con una longitud de onda entre aproximadamente 400 nm y 700 nm es detectado por el ojo humano y percibida como luz visible. A otras longitudes de onda, sobre todo al infrarrojo cercano (más largo de 700 nm) y al ultravioleta (más corto que 400 nm) también se les llama luz a veces, sobre todo cuando la visibilidad para los humanos no es relevante.

Si la radiación que tiene una frecuencia en la región visible del espectro electromagnético se refleja en un objeto, como por ejemplo un plato hondo de fruta, y luego impacta en nuestros ojos, obtenemos una percepción visual de la escena. El sistema visual de nuestro cerebro procesa la multitud de frecuencias reflejadas en diferentes sombras y matices, y a través de este fenomenal físico que todavía no se entiende completamente, es como percibiríamos los objetos.

En la mayor parte de las longitudes de onda, sin embargo, la información transportada por la radiación electromagnética no es directamente descubierta por los sentidos humanos. Las fuentes naturales producen radiación electromagnética a través del espectro, y nuestra tecnología también puede manipular un amplio rango de longitudes de onda.

Luz ultravioleta

La siguiente frecuencia en el espectro es el ultravioleta (o rayos UV), que es la radiación cuya longitud de onda es más corta que el extremo violeta del espectro visible.

Al ser muy energética, la radiación ultravioleta puede romper enlaces químicos, haciendo a las moléculas excepcionalmente reactivas o ionizándolas, lo que cambia su comportamiento. Las quemaduras solares, por ejemplo, están causadas por los efectos perjudiciales de la radiación UV en las células de la piel, y pueden causar incluso cáncer de piel si la radiación daña las moléculas de ADN complejas en las células (la radiación UV es un mutágeno). El Sol emite una gran cantidad de radiación UV, lo que podría convertir rápidamente la Tierra en un desierto estéril si no fuera porque, en su mayor parte, es absorbida por la capa de ozono de la atmósfera antes de alcanzar la superficie.

Rayos X

Después del ultravioleta vienen los rayos X. Los rayos X duros tienen longitudes de onda más cortas que los rayos X suaves. Se usan generalmente para ver a través de algunos objetos, así como para la física de alta energía y la astronomía. Las estrellas de neutrones y los discos de acreción alrededor de los agujeros negros emiten rayos X, lo que nos permite estudiarlos.

Los rayos X pasan por la mayor parte de sustancias, y esto los hace útiles en medicina e industria. También son emitidos por las estrellas, y especialmente por algunos tipos de nebulosas. Un aparato de radiografía funciona disparando un haz de electrones sobre un "objetivo". Si los electrones se disparan con suficiente energía, se producen rayos X.

Rayos gamma

Después de los rayos X duros vienen los rayos gamma. Son los fotones más energéticos, y no se conoce el límite más bajo de su longitud de onda. Son útiles a los astrónomos en el estudio de objetos o regiones de alta energía, y son útiles para los físicos gracias a su capacidad penetrante y su producción de radioisótopos. La longitud de onda de los rayos gamma puede medirse con gran exactitud por medio de dispersión Compton.


No hay ningún límite exactamente definido entre las bandas del espectro electromagnético. Algunos tipos de radiación tienen una mezcla de las propiedades de radiaciones que se encuentran en las dos regiones del espectro. Por ejemplo, la luz roja se parece a la radiación infrarroja en que puede resonar algunos enlaces químicos. 

La Cinética Quimica

La Cinética Química

La cinética química es un área de la fisicoquímica que se encarga del estudio de la rapidez de reacción, cómo cambia la rapidez de reacción bajo condiciones variables y qué eventos moleculares se efectúan mediante la reacción general (Difusión, ciencia de superficies, catálisis). La cinética química es un estudio puramente empírico y experimental; el área química que permite indagar en las mecánicas de reacción se conoce como dinámica química.

Velocidad De Reaccion

La experiencia nos muestra que la velocidad con que los reactivos se transforman enproductos varía muchísimo de una reacción a otra. Algunas reacciones, como latransformación del diamante a grafito, son extraordinariamente lentas. Otras, comola explosión del TNT, son tan rápidas que casi resultan instantáneas. Existen, desdeluego, todos los casos intermedios. Afortunadamente, la velocidad de una reacción dada, puede alterarse modificando ciertos factores. 

El conocimiento de los factores que alteran la velocidad de reacción es de extraordinaria importancia práctica, pues puede enseñarnos como acelerar las reacciones deseables y cómo retardar las indeseables.Además, el estudio de los factores que influyen la velocidad de reacción puede proporcionar información acerca de cómo se produce la reacción , esto es, acerca del mecanismo de la misma. 

FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN

En general, la velocidad de una reacción química, depende de los siguientes factores:• Naturaleza de los reactivos• Facilidad con que los reactivos entran en contacto• Concentración de los reactivos• Temperatura del sistema reaccionante• Presencia de un catalizador

a) Naturaleza de los reactivos La velocidad de una reacción varía mucho según la naturaleza de los reactivos. Así, porejemplo, un trozo de Potasio expuesto al aire pierde inmediatamente su brillo debidoa su reacción con el Oxígeno y Agua atmosféricos. El Hierro también reacciona con el Oxígeno y humedad del aire, formando orín, pero con mucha más lentitud del Potasio,aunque no todo lo despacio que sería de desear.

b) Facilidad de los reactivos para entrar en contacto La mayoría de las reacciones requieren que dos o más reactivos entren en contacto, estos, que sus moléculas choquen entre sí. Esta es una de las razones por las que las reacciones suelen llevarse a cabo en fase gaseosa o en disolución líquida. En estosmedios, las moléculas de los reactivos colisionan con mucha facilidad.Cuando uno de los reactivos es un sólido, el tamaño de sus partículas afecta drásticamente la velocidad de reacción. En efecto, cuando se reduce el tamaño de suspartículas del sólido, aumenta la superficie de contacto del mismo, de modo queaumenta la superficie de contacto con los otros reactivos. Ello se traduce en un aumentode la velocidad de reacción. Por dicha razón, cuando un o de los reactivos es sólido suelemolerse hasta reducirse a un polvo fino.

c) Concentración de los reactivos Evidentemente, cuanto mayor número de moléculas apiñemos en un volumen dado,mayor será la frecuencia con que éstas colisionen entre sí. Por ello, la velocidad deuna reacción, generalmente, aumenta cuando elevamos la concentración de losreactivos. Por ejemplo, una astilla de madera arde con relativa rapidez en el aire, que contiene un 20% de Oxígeno, pero se inflama inmediatamente en Oxígeno puro.

d) Temperatura del sistema La velocidad de casi todas las reacciones químicas aumenta al elevar la temperatura. Como regla general aproximada, un aumento de la temperatura en 10°Chace que se duplique la velocidad de reacción. Según esto, la descomposición de los alimentos debe ocurrir 4 veces más de prisa a la temperatura ambiente (25%) que unen frigorífico a 5°C. Cuanto más alta es la temperatura de un sistema, mayor energía cinética poseen sus moléculas, lo que lleva consigo un aumento de la frecuencia conque éstas chocan entre sí. Como más adelante se verá con detalle, el aumento del número de colisiones moleculares se traduce en el aumento de la velocidad de reacción. Ej.: Ni el carbón ni la gasolina arden a T° ambiente, pero sí al calentarlos.

e) Presencia de un catalizador Una elevación de la temperatura no siempre es el mejor modo de aumentar la velocidad de una reacción. En ocasiones, se encuentran sustancias llamadas catalizadores, que incrementan considerablemente la velocidad de una reacción.Además, como veremos luego, los catalizadores no se consumen en el transcurso dela reacción.Por ejemplo, la reacción entre el Hidrógeno y el Oxígeno moleculares ocurre a unavelocidad prácticamente despreciable a temperatura ambiente. Sin embargo, en presencia de Platino finamente dividido, la reacción es bastante rápida.

Ecuación de velocidad y orden de reacción

La extensión en la cual ha progresado una reacción se conoce como grado de avance de la reacción, E, para reacciones a volumen constante puede definirse como:

                                                                  Ci (t) - Cio

(1)                                                     E = ---------------

                                                                        ri

En esta expresión Ci (t) es la concentración del componente i que hay en el tiempo t, Cio la inicial y ri el coeficiente estequiométrico con su signo, positivo para productos y negativo para reactivos. El grado de avance es independiente de la especie que se mida, por ello la velocidad de reacción se puede definir como la variación del grado de avance con el tiempo:

                                                           d E         1       dCi (t)

(2)                                                     ------- = ------ . ---------

                                                            dt           ri         dt

Por ejemplo, en la reacción trimolecular:

A + 2 B     -->     3 D

la velocidad se puede expresar convenientemente como:

                                                                    dCA         1       dCB       1     dCD

(3)                                                     v = - ------- = - --- . ------- = --- . -------

                                                                      dt           2         dt         3       dt

La división por los coeficientes estequiométricos es necesaria para unificar el concepto de velocidad de reacción, haciéndolo independiente de la especie química considerada. Además, asegura que la velocidad de reacción sea siempre positiva, tanto si se considera un reactivo como un producto.

La expresión que relaciona la velocidad de reacción con las concentraciones de los compuestos que toman parte en ella denomina ley de velocidad o ecuación de velocidad. En el caso de un proceso elemental, la velocidad es proporcional al producto de las concentraciones de los reactivos elevadas a sus correspondientes coeficientes estequiométricos. Dos ejemplos son:

A + B     -->     P             v = k [A] [B]

2 A     -->     P             v = k [A]2

La constante de proporcionalidad k se conoce como constante de velocidad o cinética.

Para reacciones complejas, la ecuación de velocidad no es tan sencilla, y depende del mecanismo de reacción. De todas formas, para muchas reacciones la velocidad es proporcional a potencias de las concentraciones de los reactivos:

(4)                                                     v = k [A] n [B] m

En la ecuación anterior, las potencias son los ordenes de reacción respecto a cada uno de los reactivos. Así, n es el orden de reacción respecto a la especie A, y m es el orden de reacción respecto a la especie B. La suma de todos los ordenes de reacción, n + m + ..., se denomina orden global de la reacción. En los procesos elementales los ordenes de reacción respecto a cada uno de los reactivos coinciden con los respectivos coeficientes estequiométricos y el orden global de la reacción coincide con su molecularidad.

Como ejemplo de reacción con una ley de velocidad sencilla se puede considerar la reacción de iodo con el hidrógeno:

I2 + H2     -->     2 HI

En determinadas condiciones experimentales es un proceso elemental gobernado por la ley de velocidad siguiente:

(5)                                                     v = k [I2 ] [H2 ]

Según esto, esta reacción es de primer orden respecto al iodo y al hidrógeno, y de segundo orden global. Además, al tratarse de un proceso elemental único podemos afirmar que la molecularidad es dos y que la reacción es bimolecular.

En cambio, la ecuación de velocidad para la reacción compleja de descomposición del ozono es:

                                                                    [O3 ] 2

(6)                                                     v = k --------- 

                                                                    [O2 ]

Un orden de reacción no tiene por que ser un número entero, sino que puede ser un número fraccionario o incluso negativo. En estos casos, siempre se trata de reacciones complejas. Un ejemplo es:

                                                                                            [H2 ] [Br2 ] 3/2

                          Br2 + H2     -->     2 HBr             v = k -----------------------

                                                                                          [Br2 ] + k' [HBr]

Mecanismos de reacción

Desde el punto de vista termodinámico, en una reacción química, los reactivos constituyen el estado inicial y los productos el estado final. Al pasar del estado inicial al estado final, se produce un cambio de la energía libre. Cuando el cambio es negativo se dice que la reacción es espontánea y no existe ningún impedimento termodinámico para que la reacción se produzca, sin embargo este enfoque sólo tiene en cuenta las propiedades de reactivos y productos aislados, no incluye los posibles obstáculos que puedan existir durante la reacción. Consideremos la siguiente reacción:

AB + C     < = >     A + BC

La formación del nuevo enlace B-C requiere que las moléculas de los reactivos AB y C se acerquen a distancias lo suficientemente cortas para permitir un solapamiento eficaz de sus orbitales. Sin embargo, la disminución de la distancia comporta un aumento de la repulsión entre las nubes electrónicas. Para vencer la repulsión, las moléculas de los reactivos deben acercarse con suficiente energía cinética. Por encima de una determinada energía que permita el solapamiento eficaz, se empezarán a formar los nuevos enlaces de los productos, a la vez que se debilitarán los enlaces de los reactivos, formándose una especie integrada por todas las moléculas de reactivos y en la cual unos enlaces se están rompiendo mientras otros se están formando. Esta especie se conoce como complejo activado. Finalmente, se acabaran de romper los enlaces de los reactivos para conducir a la formación de los productos de la reacción. El proceso global se puede esquematizar en la forma:

AB + C     < = >     A···B···C     < = >     A + BC

El Avogrado

Ley de Avogadro

La Ley de Avogadro (a veces llamada Hipótesis de Avogadro o Principio de Avogadro) es una de las leyes de los gases ideales. Toma el nombre de Amedeo Avogadro, quien en 1811 afirmó que:

En iguales condiciones de presión y temperatura las densidades relativas de los cuerpos gaseosos son proporcionales a sus pesos atómicos.
Amedeo Avogadro

Y sugirió la hipótesis:

Volúmenes iguales de distintas sustancias gaseosas, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas.

Por partículas se entiende aquí moléculas(O2, CO2, NH3, N2, etc.) o átomos (He, Ar, Ne, etc.).

El Numero De Avogadro

El número de Avogadro es la cantidad (de átomos, electrones, iones, moléculas) que existen en un mol de cualquier sustancia. Para expresar el # de avogadro tenemos que saber que un mol equivale al número de átomos que hay en doce gramos de X cantidad -12 puro.
Equivale al número 6.0221367 × 1 0^23 ; es el número de partículas representativas en un mol; se puede redondear a tres dígitos significativos: 6.02 × 1 0^23 .

Ejemplo: 1 mol = 6,022045 x 10 elevado a 23 partículas.
Dicha cantidad (6,022 x 10 elevado a 23) recibe el nombre de número de Avogadro.
La utilidad de avogadro consiste en medir partículas o entidades microscópicas.

Es importante tener en cuenta que el número de Avogadro es inmenso: equivale, por ejemplo, a todo el volumen de la Luna dividido en bolas de 1 milímetro de radio.
El número de Avogadro, por otra parte, permite establecer conversiones entre el gramo y la unidad de masa atómica.

Como el mol expresa el número de átomos que hay en 12 gramos de carbono-12, es posible afirmar que la masa en gramos de un mol de átomos de un elemento es igual al peso atómico en unidades de masa atómica de dicho elemento.

Tabla Periodica

La Tabla Periódica

En la actualidad se conocen alrededor de 110 elementos químicos, algunos presentan características propias, pero en general algunas son generales para un determinado número de elementos, lo cual permite su clasificación.

La clasificación de los elementos se denomina clasificación periódica o de Mendeleiv en honor a Dimitri Mendeleiv quien fue el primero en hablar de la ley periódica, la cual fue complementada por Moseley y que establece: "las propiedades de los elementos son funciones periódicas de sus números atómicos" Estas propiedades son: potencial de ionización, configuración electrónica, punto de fusión, volumen atómico, radio atómico etc.

Gracias al ordenamiento de los elementos, podemos ahora contar con la llamada tabla periódica de los elementos.

En la tabla periódica los elementos están dispuestos en columnas de acuerdo con sus propiedades específicas. Estas columnas las denominamos grupos o familias químicas y sus propiedades son similares a las de los otros miembros del grupo.

Los elementos de aquellas familias denominadas con la letra A se denominan representativos y los elementos de las familias del centro de la tabla, denominadas con la letra B, se conocen como elementos de transición.

Los elementos dispuestos en hileras horizontales se denominan periodos y presentan una secuencia progresiva de sus números atómicos.

Tabla Periodica

Energía Gamma

Rayos gamma

Radiación gamma
La radiación gamma o rayos gamma (γ) es un tipo de radiación electromagnética, y por tanto constituida por fotones, producida generalmente por elementos radiactivos o por procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. También se genera en fenómenos astrofísicos de gran violencia.

Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa y la beta. Pueden causar grave daño al núcleo de las células, por lo cual se usan para esterilizar equipos médicos y alimentos.

La energía de esta naturaleza se mide en megaelectronvoltios (MeV). Un MeV corresponde a fotones gamma de longitudes de onda inferiores a 10-11 o a frecuencias superiores a 1019 Hz.

Energía Nuclear

Energía Nuclear

La energía nuclear es la energía en el núcleo de un átomo. Los átomos son las partículas más pequeñas en que se puede dividir un material. En el núcleo de cada átomo hay dos tipos de partículas (neutrones y protones) que se mantienen unidas. La energía nuclear es la energía que mantiene unidos neutrones y protones.

La energía nuclear se puede utilizar para producir electricidad. Pero primero la energía debe ser liberada. Ésta energía se puede obtener de dos formas: fusión nuclear y fisión nuclear. En la fusión nuclear, la energía se libera cuando los átomos se combinan o se fusionan entre sí para formar un átomo más grande. Así es como el Sol produce energía. En la fisión nuclear, los átomos se separan para formar átomos más pequeños, liberando energía. Las centrales nucleares utilizan la fisión nuclear para producir electricidad.

Cuando se produce una de estas dos reacciones físicas (la fisión nuclear o la fusión nuclear) los átomos experimentan una ligera pérdida de masa. Esta masa que se pierde se convierte en una gran cantidad de energía calorífica como descubrió el Albert Einstein con su famosa ecuación E=mc2.

Como Funciona La Energía Nuclear 

Los reactores del mundo son de fisión, no de fusión (La fusión es todavía experimental). 

Se basa en un principio atómico en que la cantidad de electrones y protones deben ser iguales en un átomo, si no el átomo sería inestable y se descompondría en fragmentos como el Carbono 14 o el Radón. 

Cuando se le agrega un proton a un átomo de uranio (Que tiene un gran numero de protones y electrones) se inestabiliza y se parte, lanzando mas protones, los cuales impactan con otros átomos, los cuales se parten, lanzan protones... y se hace la reacción en cadena. 

Si la reacción se deja continuar, como en una bomba atómica, el calor y la energía se disipan en una explosión. En cambio, en un reactor hay Barras de protección que funcionan como "Red de protección" para los protones, así no golpean a otros átomos. el calor producido en la reacción controlada se usa para calentar agua, la cual mueve turbinas de vapor, las cuales generan la electricidad.

Historia De La Energía Nuclear

La Energía Nuclear, desde sus inicios, ha concitado el interés y la atención de la humanidad. Para la mayoría de las personas existe una triste asociación entre energía nuclear y la bomba atómica, lo que ha generado temor, desconfianza y sobre todo desconocimiento sobre el amplio espectro de las aplicaciones pacíficas de este tipo de energía.

Muchos científicos a lo largo de la historia permitieron el desarrollo del conocimiento, la experimentación y las aplicaciones prácticas de la energía nuclear. Ya a finales de siglo XIX se habían iniciado una serie de investigaciones que sentarían las bases de esta ciencia, tales el descubrimiento de los rayos X, el descubrimiento del electrón y el descubrimiento del fenómeno de la radiactividad, realizado por Becquerel en forma accidental, sin dejar de mencionar el arduo trabajo desarrollado por el matrimonio de Marie y Piere Curie, respecto del estudio de las sustancias radiactivas y el descubrimiento de los elementos Polonio y Radio.

Fue en 1939, cuando Lisa Meitner y Otto Hahn descubrieron que mediante un neutrón se podía dividir un núcleo atómico de Uranio, liberando una gran cantidad de energía en el proceso, fenómeno que hoy en día conocemos como la fisión nuclear. Este descubrimiento permitió que en 1942 Enrico Fermi obtuviera la primera reacción nuclear controlada, en el primer reactor nuclear que se construyó para estos fines: “La Pila Atómica de Fermi”.

Recién a finales de 1950 comienza la utilización práctica de esta energía, mediante el uso de reactores nucleares para producir energía eléctrica. Los inicios del desarrollo nuclear chileno se remontan a esta década. Es así como, en 1954 se crea el Grupo de Física Nuclear en el Departamento de Física de la Universidad de Chile, donde se adquirió un acelerador de partículas, que tuvo utilidad para la investigación y la formación de recursos humanos hasta bien entrado el siglo XX. Posteriormente, el 14 de septiembre de 1955, el Dr. Eduardo Cruz Coke Lassabe presentó al Senado de la República un Proyecto de Ley referente a las nuevas energías que Chile podría disponer en un futuro cercano.

La Fusión Nuclear

Artículos principales: Fusión nuclear, Ciclo CNO y Cadena protón-protón.
En física nuclear, fusión nuclear es el proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen y forman un núcleo más pesado. Simultáneamente se libera o absorbe una cantidad enorme de energía, que permite a la materia entrar en un estado plasmático. La fusión de dos núcleos de menor masa que el hierro (en este elemento y en el níquel ocurre la mayor energía de enlace nuclear por nucleón) libera energía en general. Por el contrario, la fusión de núcleos más pesados que el hierro absorbe energía. 

En el proceso inverso, la fisión nuclear, estos fenómenos suceden en sentidos opuestos. Hasta el principio del s.XX no se entendió la forma en que se generaba energía en el interior de las estrellas para contrarrestar el colapso gravitatorio de estas. 

No existía reacción química con la potencia suficiente y la fisión tampoco era capaz. En 1938 Hans Bethe logró explicarlo mediante reacciones de fusión, con el ciclo CNO, para estrellas muy pesadas. Posteriormente se descubrió el ciclo protón-protón para estrellas de menor masa, como el Sol.

Fisión

Distribución típica de las masas de los productos de fisión. La gráfica representa el caso del uranio 235.

Fermi, tras el descubrimiento del neutrón, realizó una serie de experimentos en los que bombardeaba distintos núcleos con estas nuevas partículas. En estos experimentos observó que cuando utilizaba neutrones de energías bajas, en ocasiones el neutrón era absorbido emitiéndose fotones.

Para averiguar el comportamiento de esta reacción repitió el experimento sistemáticamente en todos los elementos de la tabla periódica. Así descubrió nuevos elementos radiactivos, pero al llegar al uranio obtuvo resultados distintos. Lise Meitner, Otto Hahn y Fritz Strassmann consiguieron explicar el nuevo fenómeno al suponer que el núcleo de uranio al capturar el neutrón se escindía en dos partes de masas aproximadamente iguales. De hecho detectaron bario, de masa aproximadamente la mitad que la del uranio. Posteriormente se averiguó que esa escisión (o fisión) no se daba en todos los isotopos del uranio, sino solo en el 235U. Y más tarde aún, se supo que esa escisión podía dar lugar a muchísimos elementos distintos, cuya distribución de aparición es muy típica (similar a la doble joroba de un camello).

Fusión

Proceso de fusión entre un núcleo de deuterio y uno de tritio. Es la opción más adecuada para ser llevada a cabo en un reactor nuclear de fusión.
Así como la fisión es un fenómeno que aparece en la corteza terrestre de forma natural (si bien con una frecuencia pequeña), la fusión es absolutamente artificial en nuestro entorno. Sin embargo, esta energía posee ventajas con respecto a la fisión. Por un lado el combustible es abundante y fácil de conseguir, y por otro, sus productos son elementos estables y ligeros.

En la fusión, al contrario que en la fisión donde se dividen los núcleos, la reacción consiste en la unión de dos o más núcleos ligeros. Esta unión da lugar a un núcleo más pesado que los usados inicialmente y a neutrones. La fusión se consiguió antes incluso de comprender completamente las condiciones que se necesitaban, limitándose a conseguir condiciones extremas de presión y temperatura usando una bomba de fisión. Pero no es hasta que Lawson define unos criterios de tiempo, densidad y temperatura mínimos 6 cuando se comienza a comprender el funcionamiento de la fusión.

Balanceo De Ecuaciones Quimicas

Instrucciones sobre equilibrio de ecuaciones químicas:

Escribe una ecuación de una reacción química y pulse el botón 'Balancear' . La respuesta aparecerá abajo
Utilice siempre las mayúsculas para la primera letra en el nombre del elemento y la carcasa inferior para el segundo carácter. Ejemplos: Fe {3 +} + I {-} = {Fe 2 +} + I2
sustitutos grupos inmutables en los compuestos químicos para evitar la ambigüedad. MedlinePlus Por ejemplo ecuación C6H5C2H5 + O2 = C6H5OH + CO2 + H2O no será equilibrado"  Ejemplos de ecuaciones químicas completas para el balanceo:

•         Fe + Cl2 = FeCl3

•         KMnO4 + HCl = KCl + MnCl2 + H2O + Cl2

•         K4Fe(CN)6 + H2SO4 + H2O = K2SO4 + FeSO4 + (NH4)2SO4 + CO

•         C6H5COOH + O2 = CO2 + H2O

•         K4Fe(CN)6 + KMnO4 + H2SO4 = KHSO4 + Fe2(SO4)3 + MnSO4 + HNO3 + CO2 + H2O

•         Cr2O7{-2} + H{+} + {-} = Cr{+3} + H2O

•         S{-2} + I2 = I{-} + S

•         PhCH3 + KMnO4 + H2SO4 = PhCOOH + K2SO4 + MnSO4 + H2O

•         CuSO4*5H2O = CuSO4 + H2O

•         calcium hydroxide + carbon dioxide = calcium carbonate + water

•         sulfur + ozone = sulfur dioxide

     Ejemplos de las ecuaciones químicas reactivos (una ecuación completa se sugiere):

•         H2SO4 + K4Fe(CN)6 + KMnO4

•         Ca(OH)2 + H3PO4

•         Na2S2O3 + I2

•         C8H18 + O2

•         hydrogen + oxygen

•         propane + oxygen

   

   

   

  estequiometria de reacciones quimicas

  
  
  En química, la estequiometría (del griego στοιχειον, stoicheion, 'elemento' y μετρον, métrón, 'medida') es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre los reactivos y productos en el transcurso de una reacción química.1 Estas relaciones se pueden deducir a partir de la teoría atómica, aunque históricamente se enunciaron sin hacer referencia a la composición de la materia, según distintas leyes y principios
  El primero que enunció los principios de la estequiometría fue Jeremias Benjamin Richter (1762-1807), en 1792, quien describió la estequiometría de la siguiente manera:
  La estequiometría es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa de los elementos químicos que están implicados (en una reacción química)
  También estudia la proporción de los distintos elementos en un compuesto químico y la composición de mezclas químicas.
  
  
  

  Ecuaciones químicas

  
  
  Una ecuación química es una representación escrita de una reacción química. Se basa en el uso de símbolos químicos que identifican a los átomos que intervienen y como se encuentran agrupados antes y después de la reacción. Cada grupo de átomos se encuentra separado por símbolos (+) y representa a las moléculas que participan, cuenta además con una serie de números que indican la cantidad de átomos de cada tipo que las forman y la cantidad de moléculas que intervienen, y con una flecha que indica la situación inicial y la final de la reacción. Así por ejemplo en la reacción:
  \mathrm{O_2 + 2\,H_2 \to 2H_2O}
  
  Tenemos los grupos de átomos (moléculas) siguientes:
  
  •     O2
  •     H2
  •     H2O
  
  

  Método de balanceo por tanteo

  
  
  El método de tanteo se basa simplemente en modificar los coeficientes de uno y otro lado de la ecuación hasta que se cumplan las condiciones de balance de masa. No es un método rígido, aunque tiene una serie de delineamientos principales que pueden facilitar el encontrar rápidamente la condición de igualdad.
  
  
  Se comienza igualando el elemento que participa con mayor estado de oxidación en valor absoluto.
  • Se continúa ordenadamente por los elementos que participan con menor estado de oxidación.
  • Si la ecuación contiene oxígeno, conviene balancear el oxígeno en segunda instancia.
  • Si la ecuación contiene hidrógeno, conviene balancear el hidrógeno en última instancia.
  
  
  En el ejemplo, se puede observar que el elemento que participa con un estado de oxidación de mayor valor absoluto es el carbono que actúa con estado de oxidación (+4), mientras el oxígeno lo hace con estado de oxidación (-2) y el hidrógeno con (+1).
  
  Comenzando con el carbono, se iguala de la forma más sencilla posible, es decir con coeficiente 1 a cada lado de la ecuación, y de ser necesario luego se corrige.
  
  •  \mathrm{1CH_4 + b \cdot O_2 \to 1CO_2 + d \cdot H_2O}
  
  
  Se continúa igualando el oxígeno, se puede observar que a la derecha de la ecuación, así como está planteada, hay 3 átomos de oxígeno, mientras que a la izquierda hay una molécula que contiene dos átomos de oxígeno. Como no se deben tocar los subíndices para ajustar una ecuación, simplemente añadimos media molécula más de oxígeno a la izquierda:
  
  
  • \mathrm{CH_4 + O_2 + \cfrac{1}{2}O_2 \to CO_2 + d \cdot H_2O}
  
  
  O lo que es lo mismo:
  
  •  \mathrm{CH_4 + \cfrac{3}{2}O_2 \to CO_2 + d \cdot H_2O}
  
  
  Luego se iguala el hidrógeno. A la izquierda de la ecuación hay cuatro átomos de hidrógeno, mientras que a la derecha hay dos. Se añade un coeficiente 2 frente a la molécula de agua para balancear el hidrógeno:
  
  •  \mathrm{CH_4 + \cfrac{3}{2}O_2 \to CO_2 + 2H_2O}
  
  
  El hidrógeno queda balanceado, sin embargo ahora se puede observar que a la izquierda de la ecuación hay 3 átomos de oxígeno (3/2 de molécula) mientras que a la derecha hay 4 átomos de oxígeno (2 en el óxido de carbono (II) y 2 en las moléculas de agua). Se balancea nuevamente el oxígeno agregando un átomo más (1/2 molécula más) a la izquierda:
  
  •  \mathrm{CH_4 + \cfrac{3}{2}O_2 + \cfrac{1}{2}O_2 \to CO_2 + 2H_2O}
  
  
  O lo que es lo mismo:
  
  •     \mathrm{CH_4 + 2O_2 \to CO_2 + 2H_2O}
  
  
  Ahora la ecuación queda perfectamente balanceada. El método de tanteo es útil para balancear rápidamente ecuaciones sencillas, sin embargo se torna súmamente engorroso para balancear ecuaciones en las cuales hay más de tres o cuatro elementos que cambian sus estados de oxidación. En esos casos resulta más sencillo aplicar otros métodos de balanceo.