Química Fácil

martes, 24 de mayo de 2011

Fuerzas intermoleculares.

Las fuerzas intermoleculares (fuerzas de atracción entre moléculas o enlaces intermoleculares)son consideradas más débiles que otros enlaces. Son fuerzas de atracción y repulsión entre las moléculas dependiendo en gran medida del equilibrio (o falta de él) de las fuerzas que unen o separan las moléculas.

*En términos relativos, si se da el valor 1 a la fuerza de unión de Van der Waals:

V. der Waals............1

P de Hidrógeno.......10

Enlace covalente.... 100

Las fuerzas de atracción explican la cohesión de las moléculas en los estados liquido y sólido de la materia, y se llaman fuerzas de largo alcance o Fuerzas de Van der Waals en honor al físico holandés Johannes van der Waals. Estas fuerzas son las responsables de muchos fenómenos físicos y químicos como la adhesión, rozamiento, difusión, tensión superficial y la viscosidad.
Entre las diferentes fuerzas de orden intermoleculares que mantienen unidos los átomos dentro de la molécula y ayudan a mantener la estabilidad de las moléculas individuales, las más conocidas son las siguientes:

1º- ENLACE O PUENTE DE HIDRÓGENO.

2º- FUERZAS DE VAN DER WAALS.

2.1º- DIPOLO-DIPOLO. Una atracción dipolo-dipolo es una interacción no covalente entre dos moléculas polares. Las moléculas que son dipolos se atraen entre sí cuando la región positiva de una está cerca de la región negativa de la otra. Podríamos decir que es similar al enlace ionico pero más débil.

2.2º- INTERACCIONES IONICAS.

Son interacciones que ocurren a nivel de catión-anión, entre distintas moléculas cargadas, y que por lo mismo tenderán a formar una unión electrostática entre los extremos de cargas opuestas debido a la atracción entre ellas

.2.3º- FUERZAS DE LONDON O DISPERSIÓN.
Las fuerzas de London se presentan en todas las sustancias moleculares. Son el resultado de la atracción entre los extremos positivo y negativo de dipolos inducidos en moléculas adyacentes.En general, cuantos más electrones haya en una molécula más fácilmente podrá polarizarse. Así, las moléculas más grandes con muchos electrones son relativamente polarizables. En contraste, las moléculas más pequeñas son menos polarizables porque tienen menos electrones

Regla del Octeto.

La Regla del Octeto dice lo siguiente: la tendencia de los átomos de los elementos es (perdiendo, ganando o compartiendo electrones) a completar sus últimos niveles de energía con una cantidad de 8 electrones de forma tal que adquiere una configuración muy estable.

Estas propiedades dependerán por tanto del tipo de enlace (covalente, ionico, metálico, y enlaces intermoleculares) del número de enlaces por átomo, y de las fuerzas intermoleculares.

Puedes ver este vídeo para entenderlo mejor.

Lewis postuló que todos los átomos al combinarse, buscan alcanzar la estructura del gas noble más cercano a ellos en la tabla periódica.

Como puedes observar en tu tabla periódica, los gases nobles o inertes (grupo VIII) tienen 8 electrones en su ultima capa y se les llama inertes porque no se combinan con otras sustancias, no forman compuestos.

Lewis dedujo que esto último se debía a que la configuración de 8 electrones en la ultima capa de energía era la más estable para cualquier átomo.

Existen excepciones a esta regla. Los átomos que no cumplen la regla del octeto en algunos compuestos son: Carbono, Nitrógeno, Oxigeno y Azufre. En algunos casos estos elementos forman dobles enlaces y hasta triples el Carbono y el Nitrógeno.

¿Qué es el Diagrama o Regla de Lewis?

Si quieres saber más: La regla del octeto, enunciada en 1917 por Gilbert Newton Lewis... (Wiki)

martes, 8 de marzo de 2011

Oxidación reducción. Redox. Medio básico.

Medio básico

En medio básico se agregan iones hidróxilo (aniones) (OH⁻) y agua (H₂O) a las semirreacciones para balancear la ecuación final.

Por ejemplo, tenemos la reacción entre el Permanganato de Potasio y el Sulfito de Sodio.

Ecuación sin balancear:

$KMnO_4 + Na_2SO_3 + H_2O \to MnO_2 + Na_2SO_4 + KOH \,\!$

Separamos las semirreacciones en

Oxidación: $SO_3^{-2} \to SO_4^{-2} + 2e^-$

Reducción: $3e^- + MnO_4^- \to MnO_2$

Agregamos la cantidad adecuada de Hidróxidos y Agua (las moléculas de agua se sitúan en donde hay mayor cantidad de oxígenos).

Oxidación: $\color{BlueViolet}2OH^-\color{Black} + SO_3^{-2} \to SO_4^{-2} + \color{BlueViolet}H_2O\color{Black} + 2e-$

Reducción: $3e^- + \color{BlueViolet}2H_2O\color{Black} + MnO_4^- \to MnO_2 + \color{BlueViolet}4OH^-\color{Black}$

Balanceamos la cantidad de electrones al igual que en el ejemplo anterior.

Oxidación: $( 2OH^- + SO_3^{-2} \to SO_4^{-2} + H_2O + \color{OliveGreen}2 e^-\color{Black} ) \; \color{Orange}\times 3\color{Black}$

Reducción: $( \color{Orange}3 e^-\color{Black} + 2H_2O + MnO_4^- \to MnO_2 + 4OH^- ) \; \color{OliveGreen}\times 2\color{Black}$

Obtenemos:

Oxidación: $6OH^- + 3SO_3^{-2} \to 3SO_4^{-2} + 3H_2O + 6e^-$

Reducción: $6e^- + 4H_2O + 2MnO_4^- \to 2MnO_2 + 8OH^-$

Como se puede ver, los electrones están balanceados, así que procedemos a sumar las dos semirreacciones, para obtener finalmente la ecuación balanceada.

$\underline{ \left . \begin{array}{rcl} 6OH^- + 3SO_3^{-2} \to 3SO_4^{-2} + 3H_2O + 6e^- \\ 6e^- + 4H_2O + 2MnO_4^- \to 2MnO_2 + 8OH^- \end{array} \right \Downarrow + }$

$2KMnO_4 + 3Na_2SO_3 + H_2O \to 2MnO_2 + 3Na_2SO_4 + 2KOH \,\!$ .

Fuente Wikipedia.

Oxidación reducción. Redox. Medio ácido.

Medio ácido

En medio ácido se agregan hidronios (cationes) (H⁺) y agua (H₂O) a las semirreacciones para balancear la ecuación final.

Del lado de la ecuación que haga falta oxígeno se agregarán moléculas de agua, y del lado de la ecuación que hagan falta hidrógenos se agregarán hidronios.

Por ejemplo, cuando el Manganeso (II) reacciona con el Bismutato de Sodio.

Ecuación sin balancear:

$Mn^{+2}_{(aq)} + NaBiO_{3(s)} \to Bi^{+3}_{(aq)} + MnO^{-}_{4(aq)}$

Oxidación : $Mn^{+2}_{(aq)} \to MnO^{-}_{4(aq)} + 5 e^-$

Reducción : $2e^- + BiO^{-}_{3(s)} \to Bi^{3+}_{(aq)}$

Ahora tenemos que agregar los hidronios y las moléculas de agua donde haga falta hidrógenos y donde haga falta oxígenos, respectivamente.

Oxidación: $\color{BlueViolet}4H_2O\color{Black} + Mn^{+2}_{(aq)} \to MnO^{-}_{4(aq)} + \color{BlueViolet}8 H^{+}_{(aq)} \color{Black} + 5 e^-$

Reducción: $2e^- + \color{BlueViolet}6H^+\color{Black} + BiO^{-}_{3(s)} \to Bi^{3+}_{(aq)} + \color{BlueViolet}3H_2O\color{Black}$

Las reacciones se balancearán al momento de igualar la cantidad de electrones que intervienen en ambas semirreacciones. Esto se logrará multiplicando la reacción de una semirreación por el número de electrones de la otra semirreacción (y, de ser necesario, viceversa), de modo que la cantidad de electrones sea constante.

Oxidación: $( 4H_2O + Mn^{+2}_{(aq)} \to MnO^{-}_{4(aq)} + 8 H^{+}_{(aq)} + \color{OliveGreen}5 e^-\color{Black} ) \color{Orange}\times 2\color{Black}$

Reducción: $( \color{Orange}2e^-\color{Black} + 6H^+ + BiO^{-}_{3(s)} \to Bi^{3+}_{(aq)} + 3H_2O ) \color{OliveGreen}\times 5\color{Black}$

Al final tendremos:

Oxidación: $8H_2O + 2Mn^{+2}_{(aq)} \to 2MnO^{-}_{4(aq)} + 16 H^{+}_{(aq)} + 10 e^-$

Reducción: $10e^- + 30H^+ + 5BiO^{-}_{3(s)} \to 5Bi^{3+}_{(aq)} + 15H_2O$

Como se puede ver, los electrones están balanceados, así que procedemos a sumar las dos semirreacciones, para obtener finalmente la ecuación balanceada.

$\underline{ \left . \begin{array}{rcl} 8H_2O + 2Mn^{+2}_{(aq)} \to 2MnO^{-}_{4(aq)} + 16 H^{+}_{(aq)} + 10 e^- \\ 10e^- + 30H^+ + 5BiO^{-}_{3(s)} \to 5Bi^{3+}_{(aq)} + 15H_2O \end{array} \right \Downarrow + }$

$14H^+_{(aq)} + 2Mn^{+2}_{(aq)} + 5NaBiO_{3(s)} \to 7H_2O + 2MnO^{-}_{4(aq)} + 5Bi^{3+}_{(aq)} + 5 Na^+_{(aq)}$ .

Fuente: Wikipedia.

Balanceo o igualación de redox.

RECUERDA:

Estas reacciones envuelven la transferencia de electrones. Una sustancia se oxida cuando pierde electrones y se reduce cuando los gana. Los electrones perdidos por la sustancia que se oxida son transferidos a la sustancia que se reduce. Por tanto, siempre que una especie química se oxida hay otra que se reduce y viceversa. Donde en el proceso de oxidación ocurre la pérdida de electrones y en la reducción ganancia de electrones.

Oxidación: Se refiere a la media reacción donde un átomo o un grupo de átomos pierden e-

Reducción: Se refiere a la media reacción donde un átomo o un grupo de átomos ganan e-

Agente Oxidante: Es la sustancia que se reduce (gana e-) provocando la oxidación.

Agente Reductor: Es la sustancia que se oxida (pierde e-) provocando la reducción.

En algunas ecuaciones una sustancia puede actuar como oxidante y como reductor (reacciones de dismutación)

y dependerá del medio, si es ácido o básico.

Veamos como se resuelve por el método:

Ión-electrón o redox.

Número de oxidación.

miércoles, 9 de febrero de 2011

Concentración de una disolución.

Se llama concentración de una disolución a la cantidad de soluto que esta disuelto en una cantidad de disolvente o disolución.

Se puede expresar con unidades:

FÍSICAS: % de masa, % de volumen y % de soluto por disolución.

QUÍMICAS: molaridad, fracción molar y normalidad.

Por su concentración, pueden clasificarse en:

Disolución diluida: Es aquella en donde la cantidad de soluto que interviene está en mínima proporción en un volumen determinado.

Disolución concentrada: Tiene una cantidad considerable de soluto en un volumen determinado.

Disolución insaturada: No tiene la cantidad máxima posible de soluto para una temperatura y presión dadas.

Disolución saturada: Tienen la mayor cantidad posible de soluto para una temperatura y presión dadas. En ellas existe un equilibrio entre el soluto y el solvente.

Disolución sobresaturada: contiene más soluto del que puede existir en equilibrio a una temperatura y presión dadas. Si se calienta una solución saturada se le puede agregar más soluto; si esta solución es enfriada lentamente y no se le perturba, puede retener un exceso de soluto pasando a ser una solución sobresaturada. Sin embargo, son sistemas inestables, con cualquier perturbación el soluto en exceso precipita y la solución queda saturada.

Disoluciones.

Dentro de las mezclas, las disoluciones son de las más importantes ya que se presenta en diferentes procesos biológicos como puede ser la nutrición.

PARTES DE UNA DISOLUCIÓN.

Son mezclas homogéneas de sustancias puras en que las partículas disueltas son iones, moléculas o componentes pequeños que no sedimentan aun utilizando tipos mecánicos como máquinas centrifugadoras.

SOLUTO: lo que se disuelve.

DISOLVENTE: lo que disuelve.