Fundamentos de la Química: Leyes Ponderales, Teoría Atómica y Termodinámica

Fundamentos Clave de la Química: Leyes, Teoría Atómica y Termodinámica

Leyes Ponderales y Teoría Atómica

Ley de las Proporciones Definidas (Ley de Proust)

Siempre que dos o más elementos se combinan para formar el mismo compuesto, lo hacen en una proporción en masa constante.

Ley de las Proporciones Múltiples (Ley de Dalton)

Cuando dos elementos se combinan para formar más de un compuesto, las cantidades de uno de los elementos que se combinan con una cantidad fija del otro guardan entre sí una relación de números enteros sencillos.

Teoría Atómica de Dalton

Los postulados fundamentales de la teoría atómica son:

• Todos los elementos están formados por átomos pequeñísimos, que son partículas indivisibles e indestructibles.
• Todos los átomos de un mismo elemento son iguales en todo, y distintos de los átomos de cualquier otro elemento.
• Un compuesto químico está formado por átomos de compuesto, todos iguales entre sí. Cada átomo de compuesto está constituido por átomos de distintos elementos que se combinan en una relación de números enteros sencillos.
• En una reacción química los átomos se recombinan y así unas sustancias se transforman en otras diferentes.

Leyes de los Gases Ideales

Ley de Gay-Lussac (Ley de los Volúmenes de Combinación)

En las reacciones entre gases, los volúmenes de las sustancias que reaccionan y los del producto, medidos en las mismas condiciones de presión (P) y temperatura (T), guardan una relación de números enteros sencillos.

Hipótesis de Avogadro

En iguales condiciones de P y T, volúmenes iguales de gases diferentes contienen el mismo número de partículas.

El Mol

Cantidad de ese compuesto equivalente a su masa molecular relativa expresada en gramos.

Comportamiento de los Gases

Ley de Boyle-Mariotte

Cuando un gas experimenta transformaciones a temperatura constante, el producto de la presión ejercida por el volumen que ocupa permanece constante: $P_1 \cdot V_1 = P_2 \cdot V_2$.

Ley de Gay-Lussac (Relación P-T)

Cuando un gas experimenta transformaciones a volumen constante, el cociente entre la presión que ejerce y su temperatura absoluta permanece constante: $\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}$.

Ley de Charles (Relación V-T)

Cuando un gas experimenta transformaciones a presión constante, el cociente entre el volumen que ocupa y su temperatura absoluta permanece constante: $\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}$.

Ley de Dalton de las Presiones Parciales

La presión parcial de un componente de una mezcla de gases es igual a la presión total multiplicado por su fracción molar: $P_i = P_t \cdot x_i$.

Disoluciones y Propiedades Coligativas

Solubilidad

Es la concentración de la disolución saturada de una sustancia.

Propiedades Coligativas

En una disolución son aquellas cuyo valor depende solo de la concentración de soluto disuelto.

Presión Osmótica

Para una disolución ideal es directamente proporcional a la molaridad del soluto y a la temperatura absoluta a la que se encuentre. La unidad de la presión osmótica son atmósferas, si la concentración se introduce en moles por litro y la temperatura en Kelvin.

Cálculos Estequiométricos

Los cálculos que relacionan las cantidades de las sustancias que intervienen en una reacción química se llaman cálculos estequiométricos.

Reactivo Limitante

El reactivo que se agota se denomina reactivo limitante, y es el que determina la cantidad exacta de las otras sustancias que reaccionan y las que se producen.

Termodinámica Química

La Termodinámica Química estudia los cambios de calor y trabajo que acompañan a una reacción química.

Sistema Termodinámico

Es aquella parte del universo que aislamos para someterla a estudio. Lo que rodea al sistema se denomina entorno. El conjunto de sistema y el entorno es el universo.

Energía Interna (U)

• Es la suma de las energías de todas las partículas que lo forman.
• Se representa con la letra $U$.
• Es una función de estado, ya que su valor depende solo del estado en que se encuentre el sistema.
• En el SI se mide en julios.

Primer Principio de la Termodinámica

Cuando un sistema evoluciona desde un estado inicial a uno final, la variación de su energía interna coincide con la suma del calor ($Q$) y el trabajo ($W$) que intercambia en esa transformación: $\Delta U = Q + W$.

Entalpía (H)

• Es la suma de su energía interna y el producto de su presión por el volumen: $H = U + P \cdot V$.
• Es una función de estado y se mide en unidades de energía (julios).

Ley de Hess

Cuando un proceso se puede realizar directamente o a través de un conjunto de pasos, la variación de entalpía del proceso directo coincide con la suma de las variaciones de entalpía de los pasos que en su conjunto dan el proceso global.

Entalpía de Formación ($\Delta H_f^\circ$)

Variación de entalpía del proceso en el que se forma 1 mol de ese compuesto a partir de las sustancias simples que lo componen en su estado termodinámico más estable y en condiciones estándar.