Qumica:

I) Serie de actividad de los Metales: En la naturaleza la mayora de los metales se encuentran combinados ya que al contacto con el oxgeno y la humedad del aire, adems del agua del suelo dan lugar a sus correspondientes xidos, hidrxidos y carbonatos.

Solo los metales menos reactivos, llamados metales nobles, como el oro, platino y la plata pueden encontrarse libre en estado natural, de acuerdo a estos los metales se han clasificado segn su capacidad de reaccin, es decir, su reactividad frente a diferentes sustancias como lo son el oxgeno, agua, cidos y bases, y se ha establecido una tabla comparativa, llamada Serie de actividad donde se comparan, aqu los metales que encabezan la serie son los mas reactivos, como el potasio y el Sodio y los que ocupan los ltimos lugares son los menos reactivos, como el oro, platino y plata, es decir, se han clasificado en orden de reactividad decreciente.

Potasio, sodio, calcio, magnesio, aluminio, zinc, fierro, plomo, mercurio, cobre, plata, platino y oro.

Muchas propiedades de los elementos estn determinadas principalmente por el nmero y organizacin de los electrones en sus tomos. La caracterstica de los metales es que sus tomos tienden a perder sus electrones de valencia, entonces los metales que se oxidan con ms facilidad que otros son ms reactivos, es decir, seden electrones sin dificultad, por lo tanto la serie de actividad resume las tendencias relativas de los metales a liberar electrones en contacto con el agua.

De la energa qumica a la elctrica: Una batera es un generador qumico de energa elctrica, el cual utiliza la energa de una reaccin redox para producir una corriente elctrica.

Es posible aprovechar las distintas tendencias de los metales para perder electrones para obtener energa elctrica, esto se hace construyendo una celda electroqumica o Pila, en la que los electrones fluyen espontneamente a travs de un alambre que conecta a dos metales diferentes.

Las celdas electroqumicas son diseadas de manera tal que al producirse la reaccin espontnea los electrones que son trasferidos desde un agente reductor hacia el agente oxidante lo hacen por un circuito o externo, as se genera una corriente elctrica.

Para mantener en contacto las disoluciones donde se encuentran los metales y completar el circuito se emplea un puente salino, que es un tubo de vidrio doblado en forma de U y que contiene un electrolito fuerte que no reacciona ni con disoluciones ni tampoco con los metales, as que los electrones van a fluir a travs de un alambre y los iones de ambas disoluciones acuosas fluyen de un compartimiento a otro para mantener la carga neta igual a cero.

La celda electroqumica consta tambin de un circuito elctrico exterior con un voltmetro que mide el potencial elctrico. A la superficie donde ocurren las reacciones de oxidacin y reduccin se les denomina electrodos; donde ocurre la oxidacin se le denomina nodo y donde ocurre la reduccin es el Ctodo.

Potencial electroqumico: Las reacciones Redox ocurren espontneamente cuando hay una transferencia de electrones desde un agente reductor a otro oxidante.

En la reaccin directa el zinc acta como reductor, en cambio en la indirecta lo hace como oxidante. Una reaccin redox slo se produce si los dos reductores y los dos oxidantes difieren en su fuerza como reductores y oxidantes. Las fuerzas relativas de oxidantes y reductores pueden ser ordenadas y se miden mediante el potencial de reduccin Estndar.

Para trabajar en el rea de la electroqumica se comparan los potenciales en celdas electroqumicas, y se a convenido designar el electrodo de Hidrgeno como Estndar de referencia, asignndole el valor de cero. As todos los potenciales de las dems semirreacciones se comparan con la semirreacin del electrodo de Hidrogeno, por lo cual es posible predecir su comportamiento.

Los potenciales de reduccin dan una base cuantitativa que permite saber ante cual es el oxidante ms fuerte y en que direccin se produce la reaccin redox:

Semirreacin Potencial de ReduccinLi+ + electrn -----> Li - 3.05

Ca +2 + 2 electrones------> Ca -2.76Mg+2 + 2 electrones -----> Mg -2.37Zn+2 + 2 electrones ----> Zn -0.76Fe+2 + 2 electrones -----> Fe -0.442H+ + 2 electrones ------> H2 0Cu+2 + 2 electrones -----> Cu +0.34

Ag+ + electrn ----> Ag +0.80O2 + 4H+ + 4 electrones ----> 2H2O +1.23

Cl2+ + 2 electrones -----> 2 Cl- +1.36F2 + 2 electrones -----> 2F- +2.87

Como se construye una celda electroqumica?

Una celda electroqumica se construye a travs de dos conductores llamados electrodos, cada uno sumergido en una disolucin que contiene electrolitos fuertes que se conectan entre si a travs de un puente salino. De esta forma los electrones no reacciones con la disolucin ni con el metal si no que los electrones fluyen a travs de un alambre que conecta ambos compartimientos y as los iones de amabas disoluciones viajan de un compartimiento a otro para mantener carga neta igual a cero.

Qu es el potencial de reduccin estndar?

Son las fuerzas relativas ordenadas y medidas de los oxidantes y reductores, siendo el H el referente. Estos dan una base cuantitativa para saber cual es el oxidante mas fuerte y en que direccin se produce la reaccin.

Si el calcio y el Aluminio entran en competencia para reaccionar con el oxgeno cual de ellos formara primero el oxido?

El calcio porque posee una capacidad de reaccin mas grande con respeto al Aluminio, dandole as mayor poder para reaccionar con las diferentes sustancias del medio en este caso oxgeno que permite que reaccione primero.

Que es lo que causa la diferencia en la reactividad de los metales?

Lo que causa la diferencia en la reactividad de los metales es que hay metales que tienden a perder ms electrones y mas fcilmente que otro tipo de metales, siendo estos mas reactivos que los que ceden menos electrones, dado a que al ceder electrones de valencia se oxidan con mas facilidad, dado a que absorben mas sustancias que el resto de los metales que reaccionan menos.

Como se genera energa elctrica mediante reacciones redox?

Esto se produce a travs de una celda electroqumica, y se sintetiza en que estas son diseadas de tal manera que al producirse las reacciones espontneas necesarias para que los electrones sean transferidos de un agente reductor a un agente oxidante, lo realicen a travs de un conducto o circuito externo lo que genera la corriente elctrica O sea utiliza reacciones de oxidacin y reduccin para generar energa elctrica.

Que tiene que ver el pontecial elctrico con la serie de reactividades?

El potencial electroqumica y la serie de reactividad estn muy relacionados dado a que los dos trabajan con el valor de reduccin o de reaccin de los metales adems que los compara y saca conclusiones acerca de la oxidacin y reduccin de estos. Ambos estudian a los metales y a su comportamiento.

Por que los metales se encuentran combinados en el medio ambiente?

Se encuentran combinados dado a que la mayora de los metales en la naturaleza al tomar contacto con O, humedad del aire y agua forman xidos, carbonatos e hidrxidos. Dado a que la mayora reacciona de alguna manera con nuestro medio ambiente.

Clculos de Entalpa de reaccin a partir de la entalpa de Formacin: La variacin de entalpa corresponde en una reaccin a:

Hr = H productos H reactivos

Las entalpas de formacin corresponden a la formacin de 1 mol de sustancia por la cual al ser la entalpa una magnitud extensiva cuando en la ecuacin estequiomtrica los coeficientes que intervienen en la reaccin sean distintos a 1, es necesario multiplicar las entalpas de formacin por dichos coeficientes de manera que la entalpa de reaccin se exprese:

Hr = np Hp nr Hr

- Calcular calor-reaccin de los siguientes procesos:

CH4 + 4CuO(s) -----------> CO2(g) + 2H2O(l) + 4Cu(s)

Hp: -393.3 + 2*-258.8 + 4*0 = -964.73Hr: -74.9 + 4*-155 = -694.9

Hr: -964.73 (-694.9) -269.83 [kj/mol] R.Exotrmica

Entalpa de Enlace: A veces no se conoce las entalpas de formacin de determinados compuestos o especies y en otros casos aparecen valores negativos muy grandes. Debido a esto se utiliza la energa de enlace o entalpa de enlace que se define como el flujo de calor que tiene lugar cuando se rompe un mol de enlace en estado gaseoso a presin constante.

Este concepto de energa de enlace ayuda a entender porque algunas reacciones son exotrmicas y otras endotrmicas, ya que los enlaces de las molculas de los productos son ms fuertes que los enlaces de las molculas reaccionantes, la reaccin ser exotrmica. En forma general la variacin de entalpa es:

H reaccin = enlaces rotos enlaces formados

- Calcular la entalpa:

H2 (g) + Cl2 -----> 2HCl (g)

enlaces rotos : H-H + Cl-Cl = 436 + 244 = 680 enlaces formados : 2* H-Cl = 860

Hr: 680-860 -180 [kj/mol] R.Exotrmica

Esta ley est referida a la actividad de las entalpas de reaccin, corresponde a la suma algebraica de reacciones qumicas que permiten predecir de manera indirecta una reaccin: El carbono elemental existe en dos formas distintas, como diamante y grafito. A condiciones normales el grafito es ms estable por lo cual el diamante se transforma en grafito. Cul es la H de la siguiente reaccin?

C diamante -------> C grafito H=?

1.- C diamante + O2 (g) -----------> CO2 (g) H = -395.4 [kj/mol]2.- C grafito + O2 (g) -------------> CO2 (g) H = -393.5 [kj/mol] LEY DE HESS

C diamante + O2(g) -----------> CO2 H = -395.4 + CO2(g) ---------> C grafito + O2 H=393.5