Conceptos Fundamentales de Química: Cinética, Equilibrio y Electroquímica

Cinética Química

Velocidad instantánea de reacción

Es la derivada de la concentración de un reactivo o un producto con respecto al tiempo, dividida por su coeficiente estequiométrico en la reacción ajustada y expresada con signo positivo.

Ecuación integrada de velocidad

Expresión matemática que relaciona la concentración de un reactivo o de un producto con el tiempo.

Ley de velocidad

Expresión matemática que relaciona la velocidad de la reacción con la concentración de las sustancias que influyen sobre ella.

Mecanismo de reacción

Es el conjunto de pasos o procesos elementales que conducen de los reactivos a los productos y la relación que existe entre ellos.

Molecularidad

Número de partículas (átomos, iones o moléculas) que intervienen en un proceso elemental.

Catalizador

Sustancia que aumenta la velocidad de una reacción sin consumirse en ella.

Catálisis homogénea

Proceso en el que el catalizador se halla en disolución junto con los reactivos, es decir, en la misma fase.

Equilibrio Químico

Sistema estable

Es aquel que no es susceptible de reaccionar en condiciones normales.

Sistema inestable

Sistema que experimenta una reacción espontánea, tan rápida que resulta imposible conservarlo inalterado.

Sistema metaestable

También llamado de falso equilibrio, es aquel que puede ser conservado indefinidamente, pero en el que la transformación se puede provocar mediante una intervención apropiada.

Equilibrio homogéneo

Aquel en el que todas las sustancias (reactivos y productos) están en la misma fase (sólida, líquida o gaseosa).

Principio de Le Châtelier

Si un sistema en equilibrio se somete a alguna perturbación, el equilibrio se desplaza en el sentido en que se contrarresta dicha perturbación.

Principio de Van't Hoff sobre el Equilibrio Químico

Al aumentar la temperatura de un sistema en equilibrio, este se desplaza en el sentido en que se absorbe calor (reacción endotérmica).

Teorías de Ácidos y Bases

Teoría de Arrhenius

• Ácido: Sustancia que contiene hidrógeno y que en disolución acuosa produce iones H⁺ (protones).
• Base: Sustancia que contiene grupos hidróxido (OH⁻) y que al disolverse en agua produce dichos iones.

Teoría de Brønsted-Lowry

• Ácido: Toda sustancia capaz de ceder uno o más protones a otra sustancia.
• Base: Sustancia que puede aceptar un protón de cualquier otra sustancia.

Hidrólisis

Es la reacción de un ion (anión o catión) con el agua.

Electroquímica y Reacciones Redox

Conceptos Fundamentales

Agente oxidante

Sustancia que oxida a otra especie (le quita electrones) y, en el proceso, ella se reduce.

Agente reductor

Especie que reduce a otra sustancia (le cede electrones) y, en el proceso, ella se oxida.

Pilas Electroquímicas

Pila electroquímica

Dispositivo que permite la interconversión de energía química y energía eléctrica.

Potencial estándar de una pila

Es el que se obtiene cuando todos los iones o moléculas en disolución están en concentración 1M y todos los gases a una presión de 1 atm.

Pilas voltaicas o galvánicas

Se clasifican en pilas comerciales y pilas de concentración.

Pilas comerciales o químicas

Se dividen en:

• Pilas primarias: No recargables.
• Pilas secundarias o acumuladores: Recargables.
• Pilas de combustión: Generan energía a partir de la oxidación de un combustible.

Corrosión y Protección de Metales

Corrosión metálica

Destrucción de un material metálico por causas distintas a la acción mecánica, generalmente por reacciones electroquímicas con su entorno.

Pasivación de metales

Un metal está pasivo cuando permanece prácticamente inalterado durante largos periodos de tiempo en medios con los que debería reaccionar.

Electrodeposición

Depósito de una lámina muy fina de un metal sobre una superficie conductora de la electricidad para protegerla o mejorar sus propiedades.

Técnicas anticorrosivas basadas en la modificación del medio

• Deshumidificación del aire.
• Desalinización del agua.
• Adición de inhibidores.

Técnicas anticorrosivas basadas en protección electroquímica

Incluyen la protección anódica y la protección catódica. Los subtipos de protección catódica son:

• Ánodos de sacrificio.
• Corrientes impresas.