Fundamentos Esenciales de la Química: Reacciones, Termodinámica y Cinética

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Introducción a las Reacciones Químicas

Una reacción química es un proceso en el que una o más sustancias (reactivos) se transforman en otra u otras de distinta naturaleza (productos).

Conceptos Clave en Reacciones

Reactivo Limitante

El reactivo limitante es aquel que se encuentra en defecto en la reacción y, por lo tanto, limita la cantidad de producto que se puede obtener.

Reactivos Impuros

Los reactivos impuros son aquellos que en la reacción no se encuentran con el 100% de pureza.

Rendimiento de Reacción

Se denomina rendimiento a la relación existente entre la masa del producto obtenido y la masa del producto teórico.

Tipos de Reacciones Químicas

Clasificación por Transformación

Las reacciones químicas se pueden clasificar en función de la transformación que experimentan las sustancias:

  • Reacciones de Combinación

    Son aquellas en las que dos o más elementos o sustancias forman un único compuesto.

  • Reacciones de Descomposición

    Son aquellas en las que, a partir de un único compuesto, se obtienen dos o más sustancias menores.

  • Reacciones de Sustitución

    1. Sustitución Simple: Un elemento desplaza a otro de su compuesto.
    2. Sustitución Doble: Dos elementos se desplazan mutuamente de sendos compuestos.

Reacciones Ácido-Base y Redox

Ácidos y Bases

  • Ácido

    Es toda sustancia que, en disolución acuosa, se disocia liberando iones H+.

  • Base

    Es toda sustancia que, en disolución acuosa, se disocia liberando iones de OH-.

La reacción entre un ácido y una base se denomina reacción de neutralización.

Reacciones de Oxidación-Reducción (Redox)

En las reacciones redox, el elemento que cede electrones se oxida y es el reductor; el que acepta electrones se reduce y es el oxidante.

El número de oxidación coincide con la carga iónica que adquiriría un átomo para tener una configuración electrónica estable.

Termoquímica y Cinética Química

Calor de Reacción y Entalpía

El calor de la reacción es la energía que se desprende o se absorbe en una reacción química. La unidad de calor es el julio por mol (J/mol).

  • Variación de Entalpía (ΔH)

    Cuando el proceso tiene lugar a presión constante, el calor de reacción se denomina variación de entalpía (ΔH). Si las condiciones son de 1 atm de presión y 25 ºC, se escribe ΔHº.

  • Entalpía de Formación

    La entalpía de formación de un compuesto es el calor que se absorbe o se desprende cuando se forma un mol de compuesto a partir de los elementos que lo constituyen a la presión de 1 atm y 25 ºC.

Velocidad de Reacción y Energía

  • Energía Cinética Crítica

    Se denomina energía cinética crítica a la energía cinética mínima para que una colisión sea eficaz.

  • Energía de Activación (Ea)

    La energía de activación (Ea) es la diferencia de energía existente entre la "cima" de la barrera y los reactivos.

  • Velocidad de Reacción

    La velocidad de una reacción es la variación de la concentración de los reactivos o de los productos en el tiempo, y se mide en (mol/L·s).

Catalizadores y Química Industrial

Catalizadores y Catálisis

Los catalizadores son sustancias que modifican notablemente la velocidad de las reacciones sin que ellos experimenten variación química alguna permanente y sin que aumente la cantidad de producto formado. Su acción se denomina catálisis.

Química Industrial

La química industrial es la rama de la ingeniería química que comprende el estudio de los procesos químicos que tienen por finalidad tanto la extracción de materias primas como su transformación en productos elaborados.

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