Quimica

La ley de Acción de Masas y una discusión elemental del EQUILIBRIO QUIMICO para la deducción de la constante de equilibrio, K.

1. Ley de acción de masas

En 1879, el trabajo conjunto de Guldberg y Waage, produjo el establecimiento de esta ley, que tiene como enunciado: “La velocidad de reacción es proporcional a las concentraciones activas de las sustancias reaccionantes, cada una elevadaal exponente igual al número de moléculas que aparecen en la reacción balanceada”.

2. Equilibrio Químico
Muchas reacciones se verifican disminuyendo la concentración de las sustancias reaccionantes y terminan cuando estas se agotan; algunos ejemplos son:

KCLO3 [pic] 2 KCl + 3 O2
2 H2O2 [pic] 2 H2O + O2
CH3CH2CH3 [pic] 3CO2 + 4 H2O

En estos y en otros casos análogos, los productos formados no muestran tendencia alguna en originar de nuevo los reactivos. Las reacciones de este tipo se denominan irreversibles.

Más frecuentemente los productos de la reacción que se forman a partir de las sustancias iniciales se combinan a su vez entre sí, para dar nuevamente las sustancias reaccionantes,alcanzándose un estado de equilibrio. Estas reacciones se denominan reversibles y la condición de esta actividad equilibrada se conoce como equilibrio químico.

En Química Analítica generalmente estamos involucrados con reacciones reversibles en las cuales se establece rápidamente este equilibrio.

Una forma de simbolizar a una reacción reversible, puede ser la siguiente:

El equilibrioquímico se caracteriza por:
a) La invariabilidad de la concentración de todas las sustancias
b) La igualdad de las velocidades de la reacción directa e inversa y
c) La inalterabilidad aparente del sistema

3. Deducción de la Constante de Equilibrio K.
A partir de la ecuación de reacción simbólica:

Aplicando a esta ecuación, la Ley de acción de Masas tenemos:
v1 α [A]a [B]b
v2 α[C]c [D]d

Igualando la ecuación a través de la incorporación de una Constante:
v1 = k1 [A]a [B]b
v2 = k2 [C]c [D]d

Considerando la condición de equilibrio quimico, donde ambas velocidades se igualan:
v1 = v2
k1 [A]a [B]b = k2 [C]c [D]d

Agrupando las constantes de un lado de la ecuación:
[pic] = [pic]

Como la relación de dos constantes es a su vez una constante, la ecuaciónpuede establecerse de la siguiente forma:
K = [pic]
A esta expresión se denomina: constante de equilibrio de una reacción (reversible).

1. TEORIAS ACIDO BASE DE ARRHENIUS Y BRONSTED-LOWRY

a) Electrolitos. En la Química Analítica algunos de los compuestos más importantes de estudio son las sustancias llamadas clásicamente ácidos o bases: intervienen en un gran número de reaccionesquímicas actuando como reactivos propiamente o como catalizadores. Poseen propiedades antagónicas, de tal forma que históricamente se han clasificado en base a sus propiedades.

Una de las características más sobresalientes de estas sustancias es que en solución acuosa se disocian formando electrolitos, es decir las moléculas de ácidos o bases desprenden grupos de átomos dando lugar a iones ensolución. Existen electrolitos fuertes y débiles en el estado de equilibrio.

b) Teoría de Arrhenius. En esta teoría de finales del siglo XIX (1887), Arrhenius considera que los ácidos y las bases se disocian para dar iones en solución y los define como:

Acido: Toda sustancia que en solución acuosa libera iones H+. Esto implica que toda molécula de ácido tendrá en su estructurahidrógenos sustituibles. HCl, HF, HBr, HI, HNO3, HNO2, H2SO4, H2SO3, H2CO3, HAc,…

[pic]

Base: Es toda sustancia que en solución acuosa libera iones OH-1, lo cual implica que una molécula básica deberá tener grupos OH. NaOH, KOH, NH4(OH), Ca(OH)2, Mg(OH)2,…

[pic]

Neutralización: Es una reacción entre un ácido y una base para dar una sal y agua, neutralizándose las propiedades...