lunes, 30 de junio de 2014

EJEMPLOS DE LAS LEYES DE LOS GASES

1. Calcula el volumen que ocupan 8g de Helio gaseoso en condiciones normales.
V=?
m=8gr
P=1 atm
T= 273ºk
n= m/  PM
n= 8g/4gr/mol
n= 2moles.
R=0,082 atm . litro/ mol. ºk

Ecuación General de los gases:
* P . V = n . R . T 
V= n . R . T/ P

Reemplazar: 

V= 2moles . 0,082 atm . litro/ mol . ºk . 273ºk/ 1 atm

V= 44, 77 litros.

2. Si infla un neumático a una presión de 2,1 atm, registrando una temperatura inicial de 15ºC. Después de cierto tiempo de rodar la temperatura se ha incrementado a 60ºC compensándose  con una disminución de volumen  del 12%. ¿ Cuál será la nueva presión del neumático registrada?

V1 = 100%
P1 = 2,1 atm
T1 = 15ºC
T2 = 60ºC
V2 = -12% --> 88%

P2 = ? 

Condiciones Iniciales y Finales.

P2= P1 . V1 . T2

         T1 . V2


P2= 2,1 atm . 100% . 60ºC  /  15ºC . 88%

P2= 9,55 atm 


FUERZA DE LOS ÁCIDOS Y BASES.

Concepto: 
La fuerza de los ácidos y bases débiles depende de la mayor o menor tendencia para ceder o aceptar iones H.
* Mayor disociación o separación --> ácidos y bases fuertes.
* Menor disociación o separación --> ácidos y bases débiles.
Los valores de Ka y Kb >> a 1 indican concentraciones iónicas grandes y valores << a 1 indican poca disociación.

pH
* potencial Hidrógeno.
Se define como el negativo del logaritmo de la concentración de iones hidronio. Este es un método más conveniente de expresar las concentraciones de iones hidronio que originalmente se presentan en números exponenciales.
                                                   pH= -log [H3O+]

Por ejemplo:
Si tenemos una concentración de iones hidronio de 1x10-3
pH= -log [1x10-3]
pH= 3

Escala de fácil entendimiento y uso universal:

 pOH
*potencial Hidroxilo
Se define en forma similar que el pH, pero referido a la concentración de iones hidroxilo, es el negativo del algoritmo de la concentración de iones hidroxilo.
                                                pOH= -log [OH]-

Por ejemplo: 
[OH]-  = 1x10-5

pOH= 5


IONIZACIÓN DEL AGUA.

IONIZACIÓN DEL AGUA.
El agua es un compuesto covalente polar formado por moléculas, sin embargo se lo considera como un electrolito débil debido a que tiene la capacidad de autoionizarse ligeramente en iones de hidronio e iones hidroxilo.

El agua puede actuar como un ácido cuando dona un protón y también como una base ya que recibe un protón. Este comportamiento es característico de las sustancias anfipróticas.
* Los corchetes representan la concentración de moles por litro.

Al ser el producto iónico del agua una constante, cuando ocurren adiciones de ácidos o bases ocurre una reacción de equilibrio que compensa las concentraciones con el fin de mantener el valor inalterado.
-Si se añaden iones hidronio debido a las adiciones de ácido, estos reaccionan con los iones hidroxilo disminuyendo su concentración: 
     *Si aumenta la concentración de iones hidronio, disminuye la concentración de hidroxilo.
     *Si aumenta la concentración de iones hidroxilo, disminuye la concentración de hidronio.
PARA RESUMIR: 
* Tenemos una solución ácida cuando:
  [H3O+] >  [OH-] ;  [H3O+] > 1x 10-7 M
* Tenemos una solución neutra cuando:
 [H3O+] = [OH-]
* Tenemos una solución básica cuando: 
[H3O+] < [OH-].

EJEMPLOS: 
---> El jugo de limón tiene na concentración de iones hidronio a 0.01M. ¿Cuál es la concentración de iones hidroxilo?

[H3O]+ . [OH] = 1x10-14
[0.01]  .  [OH] = 1x10-14
[OH] = 1x10-14  / 0.01
[OH] = 1x10-12 

---> Una solución limpiadora fabricada a partir del amoníaco tiene una concentración de iones hidroxilo de 1x10-3  , calcula la concentración de iones hidronio.

[H3O]+ . [OH] = 1x10-14
[H3O]+ .  [1x10-3] = 1x10-14
[H3O] = 1x10-14/ 1x10-3
[H3O] = 1x10-11

sábado, 28 de junio de 2014

IDENTIFICACIÓN DE ÁCIDOS Y BASES


Se supo como reconocer ácido utilizando el papel tornasol de Ph, con un color característico: rojo para los ácidos clorhídrico y sulfúrico.
Se conoció a como determinar el ph de una base con un color verde, color característico de las bases
CONCLUSIÓN.
 

  • A través de estos experimentos se pudo comprender y a como reconocer ácidos y bases por medio del papel tornasol Ph, estos valores se buscaron por medio de instrumentos que teníamos ya previamente..
  • También se logró aprender a como manejar un liquido Ácido y Base.
  • A diario, en cualquier situación de la vida cotidiana tenemos que aplicar las concentraciones de las soluciones.
    Ejemplos de estos son:
    En las casas utilizan las bases como jabones para limpieza personal
    En las casas se utiliza los ácidos (zumo de limón) para hacer jugos por ejemplo la limonada.
    Otra utilidad de los ácidos (nítrico) es la de crear explosivos.
    Otra utilidad de los ácidos (carbónico) es la de crear.

                      
  •      
  • FÓRMULAS.

    CONDICIONES INICIALES Y FINALES.

    La presión, la temperatura y el volumen varían.

    ECUACIÓN GENERAL DE UN GAS.
    Gas ideal:
    P=1 atm
    T273º k
    V22,4 litros 
    n= 1 mol

    P . V = n . R . T

    CONSTANTE UNIVERSAL DE LOS GASES:


    DENSIDAD: Es igual a la masa de una sustancia, dividida por el volumen de la misma sustancia.
    Ejemplo:
    Un ladrillo típico tiene una masa de 2,268 g y ocupa un volumen de 1,230 cm3. La densidad del ladrillo es por tanto:
    2,268 g/1,230 cm3 = 1.84 g/cm3
    *Si el volumen de una solución varía, la densidad lo hará de manera inversamente proporcional.

    ÁCIDOS Y BASES


    LEYES DE LOS GASES.

    * Tanto la presión, como el volumen y la temperatura definen el estado de un gas de tal forma que si una de las variables cambia, el estado del gas también lo hace porque las dos restantes se modifican inevitablemente.

    LEY DE BOYLE.
    En el caso de que se mantenga la temperatura constante, se tiene un proceso isotérmico. Se trata de aumentar la presión y observar que el volumen se reduce proporcionalmente. Si es que duplica la presión observará que el volumen se reduce a la mitad; o si es que reduce la presión de un gas a la mitad, conseguirá que el volumen son magnitudes inversamente proporcionales, razón por la que el producto presión-volumen es constante.
    P. V1 = P2 . V2


    LEY DE CHARLES.
    En este caso el proceso es isobárico, es decir, se mantiene la presión constante.El volumen del gas varía dependiendo del valor de la temperatura (en sólidos y líquidos, la variación del volumen sería diferente, en vista de que el cambio se produce en función de los diferentes coeficientes de dilatación.)
    Si duplica la temperatura absoluta, el volumen se duplica también, por lo que se entiende que el volumen y la temperatura absoluta son directamente proporcionales propiciando que la razón entre ellos se mantenga constante. 
    V1/T1 = V2/T2

    Variación del volumen con la temperatura manteniendo la presión constante.



    LEY DE GAY- LUSSAC.
    Considera constante el volumen del gas durante el proceso. Así que cuando logras aumentar la temperatura absoluta al doble de su valor original, la presión también se ve duplicada; o si es que se disminuye la temperatura absoluta a la mitad, la presión se reduce de la misma manera.

    En base a lo anteriormente descrito, se evidencia que entre la presión y la temperatura absoluta existe una relación directamente proporcional, entonces se mantiene que la razón entre ellas es constante.

    ESTADO GASEOSO

    TEORÍA CINÉTICO- MOLECULAR DE LOS GASES.

    Se basa en la idealización de un modelo de gas ideal que cumple con las condiciones establecidas para el análisis y experimentación. Algunas de ellas son:
    • El gas está compuesto por moléculas idénticas y esféricas que se están moviendo aleatoriamente con distintas velocidades.
    • Las moléculas de un gas se mueven con velocidad constante entre colisiones; siempre y cuando el gas no sea comprimido
    • Las moléculas del gas son pequeñas, de tal forma que su volumen conjunto es insignificante.
    • No se pierde energía durante las colisiones por lo que son colisiones elásticas.
    • Las moléculas obedecen las leyes de Newton en su comportamiento.



    En sentido macroscópico, la presión está definida como el resultado de aplicar una fuerza F sobre un área determinada A. La Fuerza siempre viene en Newtons/metros al cuadrado. Unidades de la presión: atmósfera y mmHg (milímetros de Mercurio).
    Las unidades de la presión en el sistema internacional vienen dadas por pascales. Se hace uso de la atmósfera que equivale a 1.013x10Pa. 
    Es importante resalta que el choque entre moléculas, producto del movimiento aleatorio no afecta a la presión del gas.
    Un mol cuantifica la cantidad de sustancia que corresponde a un valor de masas de la misma, expresada en gramos y que tiene el mismo número del que corresponde su masa molecular.


    DIFERENCIAS ENTE UN ACIDO Y UNA BASE

    Según Arrhenius.
    Ácido Según Arrhenius.
    Bases según Arrhenius.
    Producen iones hidrogeno (H-) en soluciones acuosa.
    Producen iones hidroxilo (OH-) en solución acuosa.
    Tiene sabor agrio.
    Tiene sabor amargo.
    El papel tornasol toma color rojo al contacto con ellos.
    El papel tornasol toma color azul al contacto con ellos.

    Cuando un ácido y una base se juntan forman una sal y agua, esta reacción se conoce como neutralización. Por ejemplo:



    El tornasol es una sustancia que se extrae de un liquen, el cual sirve como indicador cualitativo de pH.











    Ácidos  bases según Bronsted y Lowry.
    Un ácido es una sustancia donadora de protones, y una base es una sustancia receptora de protones.
    El agua es una sustancia anfiprótica.
    Anfiprótica à Son aquellas que pueden actuar como un ácido o como una base.
    Esto da  origen a que un ácido genere una base, la cual es el ácido sin un protón, y de la misma forma que la base al recibir un protón genere una sustancia que tendrá la capacidad de donar un protón actuando como acido. Esas parejas se denominan pares conjugados acido-base. Por ejemplo:
    Los ácidos al donar protones se quedan con iones negativos y las bases, al recibir protones, se quedan con iones positivos.

     Ácidos y bases según Lewis.
    Según Lewis, un ácido es una sustancia capaz de aceptar y compartir un par de electrones; en tanto que una base es aquella que dona y comparte un par de electrones. Ejemplo:


    TIPOS DE ÁCIDOS
    Dependiendo de la cantidad de iones hidronio que un ácido puede donar, los ácidos pueden ser monopróticos, dipróticos, o polipróticos.
    Los ácidos orgánicos se caracterizan por la presencia del grupo carboxilo –COOH en su fórmula y el protón que son capaces de ceder es aquel que está unido a un átomo de oxígeno.
    Ácidos y bases, fuertes y débiles.
    La capacidad de ionizarse de los ácidos como de las bases es la responsable de que estas sustancias sean catalogadas como fuertes o débiles. Los ácidos se separan en hidrógenos y radicales.
    Ionización à Capacidad de separarse.
    Los ácidos fuertes son aquellos que se ionizan casi totalmente en agua, esto quiere decir que donan todos sus protones.

    Los ácidos débiles son aquellos que se ionizan parcialmente o en muy poca proporción. La mayoría de ácidos inorgánicos y todos los ácidos orgánicos son débiles.


    LAS BASES FUERTES TAMBIÉN SE CONOCEN COMO ÁLCALIS O HIDRÓXIDOS Y SON PELIGROSAS YA QUE DESTRUYEN LOS TEJIDOS Y PROVOCAN QUEMADURAS QUÍMICAS.

    Las bases fuertes son aquellas que se ionizan casi totalmente en agua, se ionizan de forma parcial, produciendo iones oxidrilo. Todos los oxidrilos que se forman con los metales del grupo 1 y los oxidrilo de calcio, estroncio y bario son fuertes. Las bases fuertes son:
    Li(OH)                                                             NH4(pH)
    Na(OH)                                                            Ca(OH)
    K(OH)                                                             Sr(OH)
    Cs(OH)                                                            Ba(OH)
    Rb(OH)
    Fr (OH)
    Ag (OH)
    El oxidrilo de sodio es la Base más fuerte conocida. El hidróxido de magnesio es una base débil, es poco soluble en agua y se usa como principio activo de los medicamentos antiácidos conocido como leche de magnesia. Debido a su escasa ionización es muy seguro ingerirlo.


    REACCIONES DE LOS ÁCIDOS.
    Reacción con metales que se encuentren sobre el hidrógeno.
    Reaccionan con ácidos desprendiendo gas hidrógeno y formando una sal. Utilizando en procesos de obtención y tratamiento de metales.

               











    Reacción con carbonatos y bicarbonatos.
    Reaccionan con los carbonatos y bicarbonatos desprendiendo CO2 gaseoso.



    REACCIÓN DE NEUTRALIZACIÓN
    Ocurre cuando se combinan ácidos y bases entre sí.
    Esta reacción se conoce como neutralización y los productos que forman son una sal y agua. Ejemplo:


    Etalpia à Cantidad de calor que contiene un cuerpo o una reacción.
    LAS SALES SON EL COMPONENTE FUNDAMENTAL DE MUCHOS MINERALES QUE SE ENCUENTRAN EN LA CORTEZA TERRESTRE.

    PROPIEDADES DE LAS SALES.
    Las sales son por lo general compuestos sólidos, compuestos por enlaces iónicos, forman cristales y muchos se solubilizan en agua constituyendo iones.
    Tienen alto punto de fusión, baja dureza y son poco comprensibles. Su sabor es salado, disueltos en agua fundidas conducen a la corriente eléctrica.




    ELECTROLITOS Y NO ELECTROLITOS
    Toda sustancia o soluto que disuelto en agua libera iones dando origen a una solución capaz de conducir la corriente eléctrica, se conoce como electrolito.
    Los compuestos iónicos cuando están disueltos o fundidos son electrolitos. Los compuestos ionices no se disuelven en solventes no polares como aceite, gasolina o tetracloruro de carbono. El agua por sí sola no se considera un electrolito, debido a que es un mal conductor de la electricidad.


    Las sustancias formadas por enlaces covalentes no conducen la electricidad ni disueltos, ni fundidos, por lo que se le conoce como no electrolitos.

    Se clasifican en electrolito fuerte o débil de acuerdo al grado de ionización de las sustancias disueltas en agua.
    Cuando tiene OH es base, cuando tiene H es acido, y cuando no tiene ninguno de estos es una sal.




    CONDUCTIVIDAD
    La conductividad es la medida de la capacidad que tiene una sustancia para dejar pasar la corriente eléctrica y está relacionada con la cantidad de sales presentes en la solución.
    A mayor cantidad de sales presentes en la ionización mayor es la conductividad.
    La conductividad tiene cuatro parámetros que se deben tomar en cuenta las cuales son:
    1.       Estructura Atómica.
    2.       Propiedades Físicas.
    3.       Temperatura.
    4.       Concentración.



    CONCENTRACIONES FÍSICAS.
    Cuando se expresa la concentración de una solución en porcentaje y no se especifica el tipo, se refiere a m/v.
    Concentración porcentaje peso a peso % p/p.
    Es la masa del soluto expresado en 100 gr. De solución por 100.
    % p/p = m. soluto                          x 100
                   M. soluto + M. solvente

     Ejemplo:

    Calcular el porcentaje, peso a peso de una solución que contiene 35gr de hidróxido de plata (Ag (OH)), en 110 gr. De solvente

    % p/p = 35gr            = 24.14 % p/p Ag (OH).
                 35gr+110gr


    Concentración porcentaje peso volumen % p/v.
    La fórmula de esta concentración seria:

    % p/v = m. soluto gr                         x 100
                   V. solución ml

    Ejemplo:
    Calcular el porcentaje p/v de una solución de 120 ml de hidróxido de sodio que contiene 20gr. De este hidróxido.

    % p/v = 20gr  x 100 = 16.67 % p/v Na (OH)
                 120ml

    Concentración porcentaje volumen volumen % v/v.
    La fórmula de esta concentración será:

    % v/v = m. soluto ml                         x 100
                   v. solución ml
    Ejemplo:
    Calcular el porcentaje v/v de una solución de ácido sulfúrico que contiene 15ml de este acido en 130ml de agua destilado.

     % v/v = 15gr x 100 = 10, 34 % v/v H2SO4
                 145ml

    Partes por millón
    La fórmula de esta concentración será:

    p.p.m = mgr soluto                
                   Kgr solución 

    Ejemplo:
    Calcular las p.p.m de una solución que contiene cloruro de sodio en cantidad de 15gr en una masa de solución de 300gr.

    M soluto= 15gr. à 15000 mgr.
    M solución= 300gr à0.3 kg

    Ppm= 15000mgr. = 50000 p.p.m NaCl
                  0, 3


    MOLARIDAD.

    Es la unidad más utilizada para expresar concentración de las soluciones.

    Molaridad= moles de soluto
                          Litro de solución

    Ejemplo:

    Calcular la molaridad de una solución que contiene 25gr. De Hidróxido de sodio disueltos en 1.5 lt. De solución.

    M= ms gr.           =                                                          M= 25gr
          PM (gr/mol)                                                              40gr/mol =  0.42 moles.
    V solución (pts.)                                                                    1.5 lts.


    Na (OH)
    Na= 23x1=23
    O= 16x1=  16
    H= 1x1 =    1
                      40 gr/mol.


    NORMALIDAD.

    Numero de equivales gr. Del soluto para el volumen de la solución.

    N= Número de equiv.-gr soluto  à      N=  M soluto (gr)
            Volumen solución (lt)                             # equiv gr        =
                                                                                V solución (lt)

    Como sacar el equivalente gramo en:

    Ácido à   Equiv gr.    PM ácido
                                                # #

    Base  à  Equiv gr.    PM base
                                          # (OH)

    Sal à    Equiv gr.     PM sal
                                       Valencia metal

    Ejemplo:

    Calcular la normalidad del ácido nítrico cuya masa es de 50gr. Es un volumen de solución de 1.2 Hr.

    HNO3

    H= 1x1=1                                                                          N= 50gr.               =  0.66
    N=14x1=14                                                                           63 equiv-gr.
    O=16x3=48                                                                     1.2 lt.
                    63gr/mol.

    N= 0.66 normal.

    Equiv gr.  63
                      1

    = 63.