Los procesos químicos

Objetivos

Los procesos químicos son de una relativa importancia tanto a nivel industrial como a nivel ecológico y natural.

Con el desarrollo del trabajo presentado pudimos conocer un poco más sobre la electroquímica y su funcionamiento, también la aplicación que esta tiene a nivel industrial y comercial. También sobre los puntos relacionados con la electroquímica.

Se habló también sobre la electrolisis, los procesos de óxido - reducción y su importancia a nivel industrial.

1. Demostrar que las reacciones químicas producen energía y que esta energía es electricidad.

2. Que estas reacciones químicas son reacciones de oxidación y otras de reducción.

3. Demostrar con sencillo ejemplo la fabricación de una batería casera.

4. Otras fuentes que desarrollan energía. Aplicaciones de electroquímica en la electrónica

Introducción

En este reporte de investigación sabemos que las combinaciones químicas son la mezcla de 2 o más compuestos, y se identifican por medio de reacciones químicas, estas combinaciones químicas están regidas por una serie de leyes, estas leyes solo se aplican para reacciones químicas y deben estar debidamente equilibradas, esto también se llama estequiometria. En una reacción de descomposición, una sola sustancia se descompone o se rompe, produciendo dos o más sustancias distintas. A este tipo de reacciones se le puede considerar como el inverso de las reacciones de combinación. Sabemos que las reacciones de neutralización, son las reacciones entre un ácido y una base, con el fin de determinar la concentración de las distintas sustancias en la disolución. Reacciones de óxido reducción o redox: Son aquellas reacciones en las cuales los átomos experimentan cambios del número de oxidación. Por lo tanto la estequiometria es el concepto usado para designar a la parte de la química que estudia las relaciones cuantitativas de las sustancias y sus reacciones. Las reacciones de reducción-oxidación son las reacciones de transferencia de electrones. También se explicara como una celda electroquímica es un dispositivo capaz de obtener energía eléctrica a partir de reacciones químicas, o bien, de producir reacciones química a través de la introducción de energía eléctrica. La fem de una celda se calcula mediante la relación: fem = Potencial más positivo — Potencial más negativo, sin cambiar nunca los valores reportados en la tabla a menos que las condiciones de concentración, presión o temperatura sean diferentes a las estándar.

La galvanoplastia es un proceso mediante el cual se recubre un objeto con un metal, gracias al paso de una corriente eléctrica por una celda electroquímica. Es un depósito de una capa metálica sobre un material no metálico. La electroquímica, rama de la química que estudia las interrelaciones entre los procesos químicos y los procesos eléctricos. El flujo de electrones desde un punto a otro se llama corriente eléctrica. Cuando la concentración de electrones se iguala en ambos puntos, cesa la corriente eléctrica. El material por el cual fluyen los electrones se denomina conductor. Un campo de investigación reciente y muy interesante es el de las máquinas moleculares. Inspirándose en la mecánica biológica, muchos han buscado formar sistemas moleculares en movimiento para generar trabajo que promete tener muchas aplicaciones. Los primeros Catenanos y Rotaxanos fueron sintetizados en la década de 1960, pero no fue sino hasta hace unos años que se empezaron a considerar estas estructuras como posibles fuentes de una aplicación importante. Sin embargo, en la actualidad ya no existen ese tipo de impedimentos ya que se han diseñado métodos de síntesis que incorporan metales de transición para dirigir la reacción. Esta es una pequeña introducción de lo que veremos más adelante detalladamente de este reporte de investigación con los diferentes temas que están muy interesantes y que nos ayudaran a comprender mas mejor los temas que como si bien parecen tienen mucho que ver y están ligados, hay que comprender muy bien cada tema y así concluir adquiriendo lo que nos enseña en estos cortos temas.

4.1 Combinación

Las combinaciones químicas son la mezcla de 2 o más compuestos, y se identifican por medio de reacciones químicas, estas combinaciones químicas están regidas por una serie de leyes que son:

ley de la conservación de la materia: es que la materia que entra es igual a la que sale, es decir que si entra 4 de C y 4 de O2 tiene que salir 8 de CO2.

Ley de las proporciones definidas: es cuando usas 2 tipos de compuestos para formar algo y siempre que uses esos 2 te va a dar lo mismo como resultado.

Ley de las proporciones múltiples: es cuando usas 2 tipos de compuestos para formar algo y te puede dar como resultado una infinidad de compuestos, por ejemplo el oxígeno y carbono que dan co2

Ley de las proporciones reciprocas: es la del peso equivalente que dice que digamos que 2 gramos de oxigeno equivalen a 1 de carbono pero para el hidrogeno equivale a 4 gramos de él.

Estas leyes solo se aplican para reacciones químicas y deben estar debidamente equilibradas, esto también se llama estequiometria.

4.2 Descomposición

En una reacción de descomposición, una sola sustancia se descompone o se rompe, produciendo dos o más sustancias distintas. A este tipo de reacciones se le puede considerar como el inverso de las reacciones de combinación.

El material inicial debe ser un compuesto y los productos pueden ser elementos o

compuestos. Generalmente se necesita calor para que ocurra la reacción.

En general, para algunos tipos de compuestos estas reacciones son más específicas. Consideremos unas pocas entre las más comunes.

Hidratos

Cuando se calientan los hidratos se descomponen para dar lugar a agua y sal anhidra.. Un hidrato es una sal que contiene una o más moléculas de agua por cada unidad fórmula y posee estructura de cristal. Cuando estas sustancias se calienta, se desprende agua; por ejemplo el sulfato de cobre pentahidratado.

4.3 Sustitución (Simple y Doble)

La sustitución simple: La sustitución simple se forma por intercambio de iones entre dos compuestos:

Cu + Ag NO3 Cu NO3 + Ag

La sobre sustitución: La sustitución doble se forma por intercambio de iones o radicales entre dos compuestos:

Intercambian sus lugares

Ba O2 + H2 SO4 Ba SO4 + H2O2

Las fórmulas generales:

a) AB nos da A + B análisis

b) A + B nos da AB síntesis

c) A + BC nos da B + AC sustitución simple

d) AB + CD nos da AD + BC sustitución doble

4.4 Neutralización

Las reacciones de neutralización, son las reacciones entre un ácido y una base, con el fin de determinar la concentración de las distintas sustancias en la disolución.

Tienen lugar cuando un ácido reacciona totalmente con una base, produciendo sal y agua. Sólo hay un único caso donde no se forma agua en la reacción, se trata de la combinación de óxido de un no metal, con un óxido de un metal.

Ácido + base → sal + agua

Por ejemplo: HCl + NaOH → NaCl + H2O

Las soluciones acuosas son buenas conductoras de la energía eléctrica, debido a los electrolitos, que son los iones positivos y negativos de los compuestos que se encuentran presentes en la solución.

Una buena manera de medir la conductancia es estudiar el movimiento de los iones en una solución.

Cuando un compuesto iónico se disocia enteramente, se le conoce comoelectrolito fuerte. Son electrolitos fuertes por ejemplo el NaCl, HCl, H2O (potable), etc, en cambio, un electrolito débil es aquel que se disocia muy poco, no produciendo la cantidad suficiente de concentración de iones, por lo que no puede ser conductor de la corriente eléctrica.

Cuando tenemos una disolución con una cantidad de ácido desconocida, dicha cantidad se puede hallar añadiendo poco a poco una base, haciendo que se neutralice la disolución.

Una vez que la disolución ya esté neutralizada, como conocemos la cantidad de base que hemos añadido, se hace fácil determinar la cantidad de ácido que había en la disolución.

En todos los procesos de neutralización se cumple con la “ley de equivalentes”, donde el número de equivalentes del ácido debe ser igual al número de equivalentes de la base:

Nº equivalentes Ácido = nº equivalentes Base

Los equivalentes dependen de la Normalidad, que es la forma de medir las concentraciones de un soluto en un disolvente, así tenemos que:

N= nº de equivalentes de soluto / litros de disolución

Deduciendo: nº equivalentes de soluto = V disolución. Normalidad

4.5 Óxido-Reducción

Reacciones de transferencia de electrones (también llamadas reacciones redox y reacciones de oxidación reducción) y explicación de los conceptos de oxidación y de reducción. Concretamente, se entiende:

• Oxidación: pérdida de electrones. El compuesto capaz de producir una oxidación es un oxidante, y durante el proceso dicho oxidante se reduce (porque gana electrones, se los arranca a otro compuesto para oxidarlo).

• Reducción: ganancia

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