Ley de BoyleRelacin entre la presin y el volumen de un gas cuando la temperatura es constanteFue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte tambin lleg a la misma conclusin que Boyle, pero no public sus trabajos hasta 1676. Esta es la razn por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte.La ley de Boyle establece que la presin de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.TERMODINMICACalores de formacinEs el cambio trmico involucrado en la formacin de 1 mol de una sustancia a partir de sus elementosEstado base.- una sustancia a una temperaturacualquiera se dice que se encuentra en su estado base, cuando su actividad es igual a La actividad (a) puede mirarse termodinmicamente como una presin o concentracin corregida.Producto de solubilidadEl producto de solubilidad de un compuesto es el producto de las concentraciones molares de sus iones en una disolucin saturada, donde cada una de ellas se encuentra elevada a un exponente que exponente que coincide con su coeficiente estequiomtrico en la ecuacin de equilibrio de disolucin.Velocidad de reaccinSe sabe que la velocidad de reaccin es la rapidez con que un reactivo se transforma o con que se forma un producto.La velocidad de una reaccion depende de diferentes factores, como la concentracion y naturaleza del reactivo, el volumen, la presion, la temperatura y la accion de los catalizadores.En la mayoria de las reacciones su velocidad depende directamente de la concentracion del reactivo, por tanto, mientras mayor sea la concentracion, la velocidad de reaccion ser mas rapida; lo anterior se explica mediante el modelo de colisiones, ya que al haber mas reactivos mayor numero de choques moleculares se presentar.Concepto general de gasSe denomina gas al estado de agregacin de la materia en el cual, bajo ciertas condiciones de temperatura y presin, sus molculas intereaccionan solo dbilmente entre s, sin formar enlaces moleculares, adoptando la forma y el volumen del recipiente que las contiene y tendiendo a separarse, esto es, expandirse, todo lo posible por su alta energa cintica. Los gases son fluidos altamente compresibles, que experimentan grandes cambios de densidad con la presin y la temperatura. Las molculas que constituyen un gas casi no son atradas unas por otras, por lo que se mueven en el vaco a gran velocidad y muy separadas unas de otras, explicando as las propiedades:Esto nos permite decir que el gas es el estado de agregacin de una materia que carece de volumen y de forma propios, algo que le permite diferenciarse de un lquido o de un slido.

A la hora de hablar de gas tenemos que determinar que varias son las seas de identidad que los identifican claramente respecto a otros tipos de fluido. As, entre las mismas se encuentra el hecho de que existe una gran distancia de vaco entre las partculas que lo conforman lo que trae consigo que sea posible su comprensin.

Factores de compresibilidadEl Factor de compresibilidad (Z) se define como la razn entre el volumen molar de un gas real (Vreal) y el correspondiente volumen de un gas ideal (Videal),

Y se utiliza para comparar el comportamiento de un gas real respecto al establecido por la ecuacin de los Gases Ideales. Partiendo de esta definicin y recordando que

Sustituyendo en la definicin de Z:

Por lo tanto:

TermoqumicaLa Termoqumica (del gr. thermos, calor y qumica) consiste en el estudio de las transformaciones que sufre la energa calorfica en las reacciones qumicas, surgiendo como una aplicacin de la termodinmica a la qumica.Frecuentemente podemos considerar que las reacciones qumicas se producen a presin constante (atmsfera abierta, es decir, P=1 atm), o bien a volumen constante (el del receptculo donde se estn realizando).Proceso a presin constanteEl calor intercambiado en el proceso es equivalente a la variacin de entalpa de la reaccin. Qp = rH Proceso a volumen constante El calor que se intercambia en estas condiciones equivale a la variacin de energa interna de la reaccin. Qv = rULa celda galvnica O celda voltaica, denominada en honor de Luigi Galvani y Alessandro Volta respectivamente, es una celda electroqumica que obtiene la energa elctrica a partir de reacciones redox espontneas que tienen lugar dentro de la misma. Por lo general, consta de dos metales diferentes conectados por un puente salino, o semi-celdas individuales separados por una membrana porosa. Volta fue el inventor de la pila voltaica, la primera pila elctrica. En el uso comn, la palabra pila es una celda galvnica nica y una batera propiamente dicha consta de varias celdas, conectadas en serie o paralelo.1 2

Constante de IonizacinLa constante de ionizacin es la constante de equilibrio de una disociacin inica, definida inmediatamente por la ecuacin de la constante de equilibrio en funcin de las concentraciones molares correspondientes. Por tanto, la constante de ionizacin es igual al producto de las concentraciones inicas dividido por a concentracin de la sustancia sin disociar. Todas las sustancias se expresan enla forma convencional de moles por litro, pero las unidades de concentracin no se ponen normalmente en forma implcita. Las constantes de ionizacin varan apreciablemente con la temperatura. Amenos que se diga otra cosa se sobrentender que lo temperatura es de 25C. Tambin se sobrentender que el disolvente es el agua a menos que se establezca otra cosa.Gas como estado de agregacinSe denomina gas al estado de agregacin de la materia que no tiene forma ni volumen propio. Su principal composicin son molculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atraccin, haciendo que no tengan volumen y forma definida, provocando que este se expanda para ocupar todo el volumen del recipiente que la contiene, con respecto a los gases las fuerzas gravitatorias y de atraccin entre particulas resultan insignificantes.

Solucin amortiguadoraLas soluciones Buffer o Amortiguadoras tienen por finalidad mantener constante el pH de una solucin, frente a cambios bruscos por adicin de cidos o bases fuertes. Estas soluciones estn formadas por una solucin de cido dbil y la sal del cido.Algunos ejemplos son:CH3COOH / CH3COONaC6H5COOH / C6H5COONaH2CO3 / NaHCO3La adicin de pequeas cantidades de cido o base a una solucin amortiguadora o buffer, produce solo un cambio pequeo de pH, porque el amortiguador reacciona con el cido o base agregado.Propiedades crticass el conjunto de condiciones fsicas de presin, temperatura y volumen, a las cuales ladensidad y otras propiedades del lquido y gas se vuelven idnticas, es decir, es un punto auna presin y temperatura dada donde fsicamente no puede diferenciarse si se trata de gas olquido. Estas propiedades crticas son nicas (una sola presin, una sola temperatura) parauna sustancia dada y se requiere para la determinacin de otras propiedades de la sustancia.La presin crtica, Pcr, y la temperatura crtica, Tcr, son medidas en el laboratorio yusualmente son desconocidas por lo que se requiere su determinacin por medio deCorrelacines, como la de Brown et al, para determinar las propiedades crticas en funcin dela gravedad especfica del gas.

Ley de Gay-Lussac

Establece que la presin de un volumen fijo de un gas, es directamente proporcional a su temperatura. Si elvolumende una cierta cantidad de gas a presin moderada se mantiene constante, el cociente entrepresinytemperatura(Kelvin) permanece constante:

o tambin:

donde: P es la presin T es latemperatura absoluta(es decir, medida enKelvin) k3la constante de proporcionalidadElectroqumicaLa electroqumica es una parte de la qumica que se dedica a estudiar las reacciones asociadas con la corriente elctrica que circula en un circuito. Las dos formas de representar las reacciones electroqumicas son:1) Reaccin de reduccinA + ne- An-cuando la corriente elctrica suministra electrones a la sustancia A, y 2) Reaccin de oxidacin B - ne- Bn+ cuando la corriente elctrica sustrae electrones a la sustancia B.Constante de equilibrio

Las constantes de equilibrio reflejan cuantitativamente a los mltiples estados de equilibrio para cada reaccin. Son una medida de la mayor o menor extensin de las reacciones qumicas. Una vez alcanzado el equilibrio, la proporcin entre los reactivos y los productos no es necesariamente de 1 a 1. Esa proporcin es descrita por medio de una relacin matemtica mostrada a continuacin: Dada una reaccin genrica:aA + bB yY + zZ ,Ecuacin general del estado gaseosoLa combinacin de la Ley de Boyle y la Ley de Charles nos permite establecer una relacin matemtica entre el volumen, temperatura y presin de una muestra determinada de gas. Esta relacin queda formulada as: "La razn entre el producto Presin - Volumen y la Temperatura es una constante".

Esta masa gaseosa puede expresarse en trminos de una condicin inicial y una condicin final: que representa la ecuacin general del estado gaseoso y en ella estn includos los tres parmetros que determinan el comportamiento de los gases, donde:P se expresa en atm, mmHg o psig T se expresa en kelvins V se expresa en litros, sus mltiplos y submltiplos, cm3.Celdas electrolticasLas celdas electrolticas estn constituidas por un recipiente; el cul contiene al electrlito y debe ser de un material que no reaccione con ste, dos electrodos (uno funciona como ctodo y el otro como nodo) quines permiten el paso de la corriente elctrica. Una fuente de voltaje y un ampermetro.En la figura anterior se muestra el proceso electroltico del cloruro de sodio (NaCI), sta sustancia al encontrarse en forma lquida, las partculas que la forman se encuentran como iones.Al fluir los electrones a travs del electrlito, los cationes (Na+) son atrados por el ctodo efectundose una reaccin de reduccin. Es por ello que, al ctodo se le defina como el electrodo donde se lleva a cabo la reduccin.Al mismo tiempo, los aniones ( CI-) se dirigen hacia el nodo, donde ocurre la oxidacin. Al nodo se le define como el electrodo donde ocurre la oxidacin.El Principio de Le Chatelier se puede enunciar de la siguiente manera: Si en un sistema en equilibrio se modifica algn factor (presin, temperatura, concentracin,..) el sistema evoluciona en el sentido que tienda a oponerse a dicha modificacin.

Cuando algn factor que afecte al equilibrio vara, ste se altera al menos momentneamente. Entonces el sistema comienza a reaccionar hasta que se reestablece el equilibrio, pero las condiciones de este nuevo estado de equilibrio son distintas a las condiciones del equilibrio inicial. Se dice que el equilibrio se desplaza hacia la derecha (si aumenta la contentracin de los productos y disminuye la de los reactivos con respecto al equilibrio inicial), o hacia la izquierda (si aumenta la concentracin de los reactivos y disminuye la de los productos).

Basndonos en el Principio de Le Chatelier, vamos a ver los efectos que producen distintos factores externos sobre un sistema en equilibrio.Un gas real En oposicin a un gas ideal o perfecto, es un gas que exhibe propiedades que no pueden ser explicadas enteramente utilizando la ley de los gases ideales. Para entender el comportamiento de los gases reales, lo siguiente debe ser tomado en cuenta:

efectos de compresibilidad;capacidad calorfica especfica variable;fuerzas de Van der Waals;efectos termodinmicos del no-equilibrio;cuestiones con disociacin molecular y reacciones elementales con composicin variable.Para la mayora de aplicaciones, un anlisis tan detallado es innecesario, y la aproximacin de gas ideal puede ser utilizada con razonable precisin. Por otra parte, los modelos de gas real tienen que ser utilizados cerca del punto de condensacin de los gases, cerca de puntos crticos, a muy altas presiones, y en otros casos menos usuales.Gas idealUn gas ideal es un gas terico compuesto de un conjunto de partculas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactan entre s. El concepto de gas ideal es til porque el mismo se comporta segn la ley de los gases ideales, una ecuacin de estado simplificada, y que puede ser analizada mediante la mecnica estadsticaEn condiciones normales tales como condiciones normales de presin y temperatura, la mayora de los gases reales se comporta en forma cualitativa como un gas ideal. Muchos gases tales como el nitrgeno, oxgeno, hidrgeno, gases nobles, y algunos gases pesados tales como el dixido de carbono pueden ser tratados como gases ideales dentro de una tolerancia razonable.1 Generalmente, el apartamiento de las condiciones de gas ideal tiende a ser menor a mayores temperaturas y a menor densidad (o sea a menor presin),1 ya que el trabajo realizado por las fuerzas intermoleculares es menos importante comparado con energa cintica de las partculas, y el tamao de las molculas es menos importante comparado con el espacio vaco entre ellas.Ley de CharlesRelacin entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presin es constanteEn 1787, Jack Charles estudi por primera vez la relacin entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presin constante y observ que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas tambin aumentaba y que al enfriar el volumen disminua.Calor de solucinEs la variacin de entalpia relacionada con la adicin de una cantidad determinada de soluto a una cantidad determinada de solvente a temperatura y presin constantes. El proceso de disolucin del Cloruro de Sodio en agua requiere energa, ya que deben separarse el Na+ y el Cl- que se encuentran unidos por fuerzas electrostticas en el cristal y posteriormente solvatarse en el solvente quedando al estado de iones en la solucin. El balance energtico de estos procesos puede dar un resultado positivo o negativo, es decir, en algunos casos se requiere energa para disolver un slido y en otros casos se desprende energa, tambin en forma de calor. En el caso particular de una disolucin, el calor desprendido o absorbido se llama Calor de Disolucin, o mejor Entalpa de Solucin, D Hsoln.Mecanismos de reaccinSe denomina mecanismo de la reaccin a la secuencia de pasos intermedios simples que corresponden al avance de la reaccin qumica a escala molecular, mientras que la ecuacin qumica slo indica los estados inicial y final. Si comparamos una reaccin qumica con una vuelta ciclista por etapas, el mecanismo de la reaccin nos dara informacin detallada de cada una de las etapas mientras que la ecuacin qumica slo nos indicara desde dnde se parte en la primera etapa y a dnde se llega en la ltima.Cada paso intermedio del mecanismo de la reaccin se denomina etapa o reaccin elemental, por el hecho de que cada etapa debe ser tan simple que no se puede simplificar ms, es decir, cada etapa est indicando exactamente que especies estn interaccionando entre s a escala molecular.A diferencia de lo que ocurre en la ecuacin de velocidad global de la reaccin, en la ecuacin de velocidad de cada etapa, los ordenes parciales s que coinciden con los coeficientes estequiomtricos de las especies que intervienen en dicha etapa.Propiedades presin, vapor temperaturaEn qumica se llaman propiedades coligativas a aquellas propiedades de una disolucin que dependen nicamente de la concentracin. Generalmente expresada como concentracin equivalente, es decir, de la cantidad de partculas de soluto por partculas totales, y no de la composicin qumica del soluto.

Estn estrechamente relacionadas con la presin de vapor, que es la presin que ejerce la fase de vapor sobre la fase lquida, cuando el lquido se encuentra en un recipiente cerrado. La presin de vapor depende del solvente y de la temperatura a la cual sea medida (a mayor temperatura, mayor presin de vapor). Se mide cuando el sistema llega al equilibrio dinmico.Calor de reaccinEn un sistema termodinmico cerrado en el que tenga lugar una reaccin:

aA + bB cC + dD

se produce una rotura de enlaces y formacin de otros, por lo que habr una variacin de la energa interna del sistema.

Se denomina calor de reaccin a la cantidad de energa calorfica que el sistema ha de ceder o absorber para que la temperatura permanezca constante durante todo el proceso de la reaccin qumica.

Si el medio exterior recibe energa la reaccin se denomina exotrmica y si el sistema absorbe energa se llama endotrmica. En las reacciones exotrmicas, se necesita menos calor para romper los enlaces del que se desprender al formar los nuevos, y en las reacciones endotrmicas, ocurre al contrario, se necesita ms calor para romper los enlaces del que se desprende al formar los nuevos.Cintica QumicaLa Cintica Qumica determinar si una reaccin es lenta o rpida al estudiar los factores que determinan la velocidad y el mecanismo. A continuacin un recurso en donde podrs aprender ms acerca de la cintica qumica.La termodinmica nos permite saber si una reaccin es espontnea o no segn factores termodinmicos como entalpa, entropa y energa libre, pero no informa acerca de la rapidez con que se produce el cambio qumico. La Cintica Qumica determinar si una reaccin es lenta o rpida al estudiar los factores que determinan la velocidad y el mecanismo, es decir, la etapa o serie de etapas en las que ocurre el cambio.