Fundamentos de Electroquímica, Cinética Química y Equilibrio Ácido-Base

Conceptos Fundamentales de Electroquímica

Química Orgánica: Grupos Funcionales

• Carboxilo: -COOH | -ico | carboxi-
• Ésteres: R-COO-R | -ato de alquilo | alcoxi-carbonil
• Amidas: R-CONMe | Amida | carbamil
• Aldehídos: R-CHO | -al | formil
• Cetonas: R-CO-R | -ona | oxo-
• Alcoholes: R-OH | -ol | hidroxi-
• Aminas: R-NH₂ | -amina | amino-
• Alquenos: R-CH=CH-R | -eno | alquenil-
• Alquinos: R-C≡C-R | -ino | alquinil-
• Alcanos: R-H | -ano | alquil-

Celdas Electroquímicas y Termodinámica

Cambio de fase: | | (doble barra) indica la presencia de puente salino.

• Movimiento de electrones: Si el valor es negativo, el flujo va de derecha a izquierda; si es positivo, de izquierda a derecha.
• Constante de Faraday (F): 96,500 C/mol.
• E: Potencial de celda en voltios (V).
• ΔG = -nFE (Energía libre de Gibbs).
• W_elec = nFE (Trabajo eléctrico en Joules).

Ejemplo: Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu (Reacción espontánea basada en potenciales estándar).

Cálculo del potencial de celda:

E^o_celda = E^o_oxidación + E^o_reducción

E^o_celda = E^o_Zn + E^o_Cu (Consultar tabla electroquímica).

E^o_celda = +0.76V + 0.34V = +1.1V

Cinética Química

La velocidad es proporcional a la concentración. La ley de velocidad expresa la relación entre la velocidad de reacción, la constante de velocidad (k) y la concentración de los reactivos elevados a una potencia.

Para la reacción: aA + bB → cC + dD

• Ley de la velocidad: v = k[A]^x[B]^y
• Constante de velocidad (k) y sus unidades.
• Órdenes parciales (x, y) y orden total (x+y).
• Cálculo experimental: Se eligen experimentos donde una concentración se mantenga constante mientras la otra varía.

Equilibrio Ácido-Base y pH

• pH: -log[H⁺]
• pOH: -log[OH^-]
• Ecuación de Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + log([Base]/[Ácido])
• pKa: -log(Ka)