Resum de Conceptes Clau de Química: Cinètica, Equilibri i Propietats

Termodinàmica i Cinètica Química

Entalpia de Vaporització (ΔHvap)

És la quantitat de calor a pressió constant necessària perquè una determinada quantitat de la substància líquida passi a vapor a una temperatura determinada.

Energia d'Activació (Ea)

És l'energia cinètica mínima que han d'assolir els reactius per poder evolucionar a productes.

Factors que Afecten la Velocitat de Reacció

• L'augment de la possibilitat de contacte entre partícules incrementa la velocitat (V).
• La reacció entre líquids miscibles és més ràpida que entre líquids immiscibles.
• Com més fort sigui l'enllaç, més gran serà l'Ea i menor la V.

Efecte de la Temperatura (T)

L'augment de la temperatura (T) augmenta l'energia cinètica i el nombre de xocs eficaços, incrementant la velocitat (V).

Catalitzadors

Són substàncies que s'afegeixen a la reacció per augmentar la velocitat de la reacció.

Equilibri Químic

Principi de Le Châtelier

Si un sistema en equilibri rep una pertorbació que modifica els factors de l'equilibri, el sistema evolucionarà contrarestant l'efecte de la pertorbació, desplaçant-se al costat que compensi la modificació i establint un nou estat d'equilibri.

Efecte dels Canvis en la Concentració

• Si s'incrementa la concentració d'una substància, el sistema evolucionarà en el sentit que tendeixi a disminuir-la.
• Si es disminueix la concentració, l'equilibri es desplaça en el sentit d'augmentar-la.

Efecte dels Canvis en la Temperatura

• En una reacció endotèrmica, l'augment de T afavoreix la reacció cap a la dreta, per tant, augmenta el valor de Kc.
• En una reacció exotèrmica, l'augment de T afavoreix la reacció cap a l'esquerra, per tant, disminueix la Kc.

Efecte dels Catalitzadors en l'Equilibri

El catalitzador fa que s'arribi més aviat a l'equilibri, augmentant la velocitat de reacció i disminuint l'Ea, però no modifica l'equilibri.

Efecte dels Canvis en Pressió (P) i Volum (V)

• Si s'incrementa la Pressió (P) o es disminueix el Volum (V) (augment de concentració), l'equilibri es desplaça cap al costat amb el nombre de mols més petit.
• Si es disminueix la Pressió (P) o s'incrementa el Volum (V) (disminució de concentració), l'equilibri es desplaça cap al costat amb el nombre de mols més gran.

Propietats Periòdiques i Reaccions Redox

Radi Atòmic

La força d'atracció entre l'electró extrem i el nucli depèn de la distància que els separi (el radi). Com més petita sigui la distància, més gran serà la força d'atracció. (Disminueix de baix a dalt i d'esquerra a dreta: ↓←)

Radi Iònic

• Cations: En perdre electrons, augmenta la càrrega nuclear efectiva (Zef) i la força d'atracció entre nucli i electrons (disminueix el radi).
• Anions: La Zef és més petita degut als electrons addicionals (augmenta el radi).

Energia d'Ionització

Energia necessària per arrencar un electró d'un àtom (gasós) en el seu estat fonamental. Com més petit sigui un àtom, més a prop estarà del nucli i caldrà més energia. (Augmenta de baix a dalt i d'esquerra a dreta: ↑→)

Afinitat Electrònica

Energia intercanviada quan un àtom neutre en estat gasós i en l'estat fonamental capta un electró. (Augmenta de baix a dalt i d'esquerra a dreta: ↑→)

Electronegativitat

Com més petit sigui el radi atòmic, més gran serà l'electronegativitat (tendència de l'àtom a atreure electrons). (Augmenta de baix a dalt i d'esquerra a dreta: ↑→)

Caràcter Metàl·lic

Els metalls són electropositius, mentre que els no metalls són electronegatius. (Augmenta de dalt a baix i de dreta a esquerra: ↓←)

Conceptes Redox

• Oxidació: Una substància perd electrons (e⁻).
• Reducció: Una substància guanya electrons (e⁻).
• Oxidant: S'redueix, arrenca electrons a una altra substància.
• Reductor: S'oxida, cedeix electrons a una altra substància.

Solucions i Tècniques Analítiques

Dissolucions Amortidores (Tampó)

Són aquelles que tenen la capacitat de mantenir el pH constant, encara que s'hi afegeixin petites quantitats d'un àcid, d'una base o es dilueixin.

Procediment de Valoració Àcid-Base

1. S'afegeix una quantitat d'àcid o base amb concentració desconeguda al matràs.
2. S'afegeixen 2-3 gotes d'indicador.
3. S'afegeix una quantitat d'àcid o base amb concentració coneguda a la bureta i s'enrasa.
4. Es va afegint la substància fins que l'indicador ho marqui (punt final).
5. Es mesura el volum que s'ha necessitat per neutralitzar la mostra.

Tècniques Espectroscòpiques

Espectroscòpia Infraroja (IR)

Es basa a fer interaccionar la molècula amb radiació IR per determinar quines radiacions pot absorbir. Provoca canvis d'energia vibracional. L'energia està quantitzada.

Ressonància Magnètica Nuclear (RMN)

Es basa en la interacció entre nuclis atòmics sota la influència d'un camp magnètic extern i una radiació electromagnètica de freqüència determinada.

Espectrometria de Masses

No és un mètode espectroscòpic. La molècula és vaporitzada i bombardejada, provocant la seva ionització i fragmentació (relació massa/càrrega, m/z).

Procediment Experimental Bàsic

1. Col·locar un determinat volum d'H₂O.
2. Mesurar la temperatura inicial (T inicial).
3. Afegir una determinada massa de sal.
4. Tapar i agitar.
5. Esperar un temps fins que la temperatura estigui estabilitzada.
6. Mesurar la temperatura final (T final).