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INTRODUCCIÓN

La química es el estudio de la materia y de los cambios que experimenta. Es muy frecuente que a la química se le considere la ciencia central, debido a que para los estudiantes de biología, física, y otras disciplinas es vital tener un conocimiento básico de la química. En efecto la química es fundamental en nuestra vida, sin ella tendríamos una vida más efímera, en el sentido de vivir en condiciones primitivas: sin automóviles, sin computadoras, sin discos compactos y muchísimas más satisfacciones cotidianas.

Aunque la química es una ciencia ancestral, sus fundamentos modernos se instituyeron en el siglo XIX hasta llegar a lo que conocemos hoy en día.

La química, querámoslo o no, nos afecta a todos en la misma medida y repercute en nuestras vidas hasta el punto de hacerlas posibles. Esto se hace a través de diferentes reacciones y todas ellas están enmarcadas y ligadas a las reacciones redox.

Las reacciones redox o de óxido-reducción, las cuales implican una transferencia de electrones (unidad de carga negativa), pueden ocurrir en sustancias puras o impuras, lo que da paso a la combinación de los átomos de distintos elementos para formar un nuevo compuestos. Como resultado de esto cada átomo queda caracterizado por una cierta carga, la carga que se asigna a cada átomo recibe el nombre de estado o número de oxidación.

En las reacciones químicas podemos encontrar el agente oxidante y el agente reductor, además identifica el par de sami reacciones de oxidación y reducción.

Originalmente el término “oxidación” se utilizó para describir la adición de oxígeno a un elemento o a un compuesto, y el término “reductor” fue utilizado para designar a la eliminación de oxígeno de un compuesto, después, conforme el proceso se fue conociendo en forma más completa, el significado de los términos se amplió.

De esta forma podemos ver la importancia que conlleva este informe, ya que podremos identificar, las características más relevantes de las reacciones químicas en solución, donde todas, sin excepción; están insertas en las reacciones redox.

MOLARIDAD.

Esta unidad de concentración se basa en el volumen de una solución y por ello es conveniente utilizarla en los procedimientos del laboratorio en donde la cantidad medida es el volumen de solución. La molaridad se define como el número de moles de soluto por litro de solución (también como el número de millones de soluto por mililitro de solución):

En donde M es la molaridad, n es el número de moles de soluto y V es el volumen de solución expresado en litros. Ya que:

En donde g representa los gramos de soluto y MM la masa molecular del soluto, de aquí que

Cuando se da la información de la concentración de una especie química en moles por litro esto se indica poniendo la fórmula de la especie dada entre corchetes. Por ejemplo, [H+] = 0.1 nos indica que la concentración de H+ es de 0.1 moles/litro.

Tratándose del equilibrio químico, es necesario distinguir entre la concentración analítica que no es más que el número total de moles de un soluto en un litro de solución y la molaridad analítica de una especie en equilibrio. Por ejemplo, si añadimos 0.1 moles de ácido acético a un litro de agua, tendremos una concentración analítica de ácido acético 0.1 molar. Sin embargo en virtud del equilibrio:

una fracción de las moléculas de ácido acético estará ionizada por lo que la concentración real de la especie CH3COOH será menor que 0.1 molar.

Algunos reactivos de mucha aplicación en análisis químico son manufacturados en estado líquido como una disolución concentrada de la sustancia de interés. Entre estas sustancias tenemos la mayoría de los ácidos que con mayor frecuencia se utilizan en los laboratorios como son el ácido sulfúrico, clorhídrico, etc. En los frascos de estos ácidos concentrados nos indican los fabricantes su porcentaje (% masa/masa) y densidad de la solución del ácido. Con estos datos podemos calcular el volumen necesario del ácido concentrado para preparar un ácido más diluido. Para ello nos basamos en la masa de reactivo necesaria para preparar la solución es igual a la masa que encontramos de ese reactivo en una solución concentrada. Por ejemplo para una solución diluida cuya concentración se da en forma de molaridad:

En general la ley de conservación de la masa, en este caso particular aplicada a las soluciones, nos exige que el número de moles al preparar una dilución de una solución se mantenga constante y esto se expresa por:

MOLALIDAD (M):

La molalidad se define como el número de moles de soluto disuelto en 1 kg de disolvente esto quiere decir:

Molalidad= Moles de soluto /Masa de disolvente (Kg)

Por ejemplo:

Para preparar una disolución acuosa 1 molal o 1m de sulfato de sodio (Na2SO4) es necesario

Disolver 1 mol (142.0g) de la sustancia en 1000g de agua. Dependiendo de la naturaleza de la interacción

Soluto disolvente, el volumen final de la disolución será mayor o menor de 1000ml. También es posible,

Aunque muy improbable que el volumen final sea de 1000ml

Cabe hacer la aclaración que para expresar Molaridad se utiliza (M) y para expresar Molalidad se utiliza (m)

Fracción Molar: Es una cantidad adimensional que expresa la relación del número de moles de un

Componente con el número de moles de todos los componentes presentes. Siempre es menor que 1, excepto

Cuando A es el único componente presente. En ese caso nb=0 y Xa=nA/na=1. Cabe mencionar que la suma de

las fracciones molares debe ser igual a 1 por ejemplo:

XA + XB = na /(nA+nB) + nB/( nA+nB) = 1

Porcentajes Masa en Masa, Masa en volumen, volumen en volumen

El porcentaje en masa o peso porcentual está definido como

% en masa del soluto=

(Masa del soluto / (masa del soluto + masa disolvente) x 100%

Por ejemplo:

El porcentaje de masa en el KCl = (0.892g / (.892g + 54.6g) x100%

Lo que nos da como resultado 1.61%

Reacciones Acido Base, Oxidación Reducción

Ácidos y bases, dos tipos de compuestos químicos que presentan características opuestas. Los ácidos tienen u n sabor agrio, colorean de rojo el tornasol (tinte rosa que se obtiene de determinados líquenes) y reaccionan

Con ciertos metales desprendiendo hidrógeno. Las bases tienen sabor amargo, colorean el tornasol de azul y tienen tacto jabonoso. Cuando se combina una disolución acuosa de un ácido con otra de una base, tiene lugar

Una reacción de neutralización. Esta reacción en la que, generalmente, se forman agua y sal, es muy rápida.

Así, el ácido sulfúrico y el hidróxido de sodio NaOH, producen agua y sulfato de sodio:

H2SO4 + 2NaOHð2H2O + Na2SO4

Fracción molar

La fracción molar es una unidad química para expresar la concentración de soluto en una disolución. Nos expresa la proporción en que se encuentran los moles de soluto con respecto a los moles totales de disolución, que se calculan sumando los moles de soluto(s) y de disolvente.

Usando el concepto de mol se puede expresar la concentración de una solución como la cantidad de un componente i cualquiera (en moles) en la cantidad total de todos los componentes de la solución (en moles):

Solución Agua - Etanol 96%

Para conocer la fracción molar de por ejemplo el alcohol en la mezcla anterior, necesitamos conocer el peso molecular de los componentes de la mezcla:

Ejemplo:

PM Agua = 18 g /mol PM Etanol = 42 g/mol moles de etanol = 96 / 42 = 2.285 moles - Moles de agua = 4 g / 18 = 0.2222 moles suma de moles agua + moles etanol = 2.508 moles Por lo tanto, la fracción molar del etanol es:

x (etanol) = 2.285 / 2.508 = 0.911.

REACCIONES DE OXIDO – REDUCCION

Las reacciones de óxido – reducción o REDOX son aquellas donde está involucrado un cambio en el número de electrones asociado a un átomo determinado, cuando este átomo o el compuesto del cual forma parte se transforma desde un estado inicial a otro final.

La gran mayoría de las reacciones redox ocurren con liberación de energía. Por ejemplo: la combustión de compuestos orgánicos que proporciona energía calórica, las reacciones que se realizan en una pila o batería, donde la energía química es transformada en energía eléctrica, y las reacciones más importantes, desde el punto de vista de nuestro curso, que ocurren a nivel del metabolismo de un ser viviente. Como los alimentos son substancias reducidas, el organismo las oxidada controladamente, liberando energía en forma gradual y de acuerdo a sus requerimientos. Esta energía es transformada en energía química en forma de ATP, la cual es utilizada para todos los procesos endergónicos que ocurren en los organismos.

Un átomo neutro cualquiera tiene un número definido de electrones, el cual corresponde al número de protones que posee su núcleo; es decir, tiene tantos electrones como el valor de su número atómico.

Por ejemplo:

H Z = 1;

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