Química IV Módulo: Termoquímica y Cinética
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Questions and Answers

¿Qué rama de la química estudia los efectos caloríficos de las reacciones químicas?

  • Termoquímica (correct)
  • Química orgánica
  • Termodinámica
  • Cinética química

¿Cuál es la definición correcta de energía térmica?

  • Energía asociada al movimiento aleatorio de átomos y moléculas (correct)
  • Energia generada por reacciones químicas
  • Energía que se puede medir en joules
  • Energía relacionada con la posición de un objeto

¿Qué se entiende por un proceso exotérmico?

  • Un proceso en el que no ocurre ningún cambio energético.
  • Un proceso que cede calor al entorno. (correct)
  • Un proceso que no implica transferencia de energía.
  • Un proceso que absorbe calor del entorno.

¿Cómo se define el calor en términos de energía térmica?

<p>La transferencia de energía térmica entre cuerpos a diferentes temperaturas (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes opciones describe un sistema cerrado?

<p>No permite el intercambio de masa, pero sí de energía. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor la ley de la conservación de la energía?

<p>La energía total del universo permanece constante (A)</p> Signup and view all the answers

En el contexto de la energía potencial, ¿cuál es un ejemplo correcto?

<p>Un muelle comprimido (C)</p> Signup and view all the answers

La primera ley de la termodinámica se basa en cuál principio fundamental?

<p>La energía puede ser convertida de una forma a otra. (B)</p> Signup and view all the answers

En la termodinámica, ¿qué son las funciones de estado?

<p>Propiedades que dependen solo del estado inicial y final del sistema. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué afirmación sobre la energía química es correcta?

<p>Se relaciona con el arreglo de los átomos en una sustancia (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la relación entre temperatura y energía térmica?

<p>A mayor temperatura, mayor energía térmica (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la principal característica de un sistema aislado?

<p>No permite la transferencia ni de energía ni de masa. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ley fundamental rige todas las reacciones químicas?

<p>Ley de conservación de la masa (D)</p> Signup and view all the answers

En un proceso endotérmico, ¿qué ocurre con el calor?

<p>El entorno suministra calor al sistema. (A)</p> Signup and view all the answers

La termoquímica es el estudio de qué tipo de cambios

<p>Cambios de calor en las reacciones químicas. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de sistema puede intercambiar tanto masa como energía?

<p>Sistema abierto. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la fórmula para calcular el cambio en la energía interna de un sistema?

<p>ΔU = Uf - Ui (C)</p> Signup and view all the answers

En la reacción entre azufre y oxígeno, ¿qué indica un ΔU negativo?

<p>La energía del producto es menor que la de los reactivos. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué componentes son parte de la energía interna de un sistema?

<p>Energía cinética y energía potencial. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes variables no influye en la velocidad de reacción de una reacción química?

<p>La presión atmosférica. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué representa la ley de conservación de la energía en una reacción química?

<p>La suma de los cambios de energía debe ser igual a cero. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué factor no afecta la velocidad de una reacción química?

<p>La longitud de las moléculas. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la relación entre energía química y energía térmica en la reacción de azufre y oxígeno?

<p>Parte de la energía química se convierte en energía térmica. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se describe la velocidad de una reacción química?

<p>Es el descenso de la concentración de un reactivo o el aumento de un producto. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la forma general de la ley de velocidad de una reacción química?

<p>v = k[Reactivos]x (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se define el orden de reacción global?

<p>Suma de los exponentes de los términos de concentración (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué es la vida media, t 1/2, de un reactivo?

<p>El tiempo necesario para que su concentración sea la mitad del valor inicial (A)</p> Signup and view all the answers

Según la teoría de las colisiones, ¿qué factores influyen en la velocidad de reacción?

<p>La frecuencia de choques y su orientación adecuada (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué relación existe entre molecularidad y orden de reacción en una reacción elemental?

<p>Coinciden en toda reacción elemental (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la etapa determinante de la velocidad en un mecanismo de reacción?

<p>La reacción elemental más lenta (A)</p> Signup and view all the answers

Para calcular la concentración de un reactivo después de cierto tiempo, es útil integrar:

<p>la ecuación de velocidad (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el orden de reacción de primer orden es correcta?

<p>La vida media es constante independientemente de la concentración (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la definición adecuada de un ácido según Svante Arrhenius?

<p>Sustancias que al disociarse dan lugar a protones libres. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se define una base según la teoría de Brönsted y Lowry?

<p>Toda sustancia que puede aceptar protones. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué significa que el agua es una sustancia anfótera?

<p>Que puede actuar como base y ácido simultáneamente. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la constante del producto iónico del agua a 25 °C?

<p>1.0x10⁻¹⁴ M. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Quién estableció la escala de pH?

<p>Söreh Peter Sörensen. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de iones se generan cuando el agua se disocia?

<p>Iones hidrógeno e iones hidroxilo. (D)</p> Signup and view all the answers

En agua pura, las concentraciones de iones hidrógeno e hidroxilo son:

<p>Iguales. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué representa el término pH?

<p>Una medida de la concentración de protones en una disolución. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre en una reacción química cuando se alcanza el estado de equilibrio?

<p>Las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el pH de la sangre en el organismo humano?

<p>Ligeramente básico. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué son los electrólitos?

<p>Minerales que llevan carga eléctrica cuando están disueltos. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué función tienen los electrólitos en el organismo?

<p>Ayudan a regular el funcionamiento de los nervios y músculos. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué sucede con los ácidos y bases en el equilibrio ácido-base?

<p>Se mantienen en un balance para regular el pH. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué clasificaciones pueden tener los electrólitos?

<p>Ácidos, bases y sales. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el papel principal de los macrominerales en el equilibrio hídrico?

<p>Impedir variaciones excesivas de líquidos. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué hacen las moléculas de reactivos y productos en el estado de equilibrio a nivel molecular?

<p>Siguen reaccionando entre sí. (A)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Termoquímica

Rama de la química que estudia los efectos caloríficos de las reacciones químicas.

Termodinámica

Disciplina que abarca la termoquímica, estudia la energía en los procesos.

Energía

Capacidad para realizar un trabajo.

Trabajo

Cambio directo de energía que resulta de un proceso.

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Energía térmica

Energía asociada al movimiento aleatorio de los átomos y moléculas.

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Energía potencial

Energía disponible en función de la posición de un objeto.

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Energía química

Energía almacenada en la estructura y posición relativa de los átomos.

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Ley de la conservación de la energía

Principio que establece que la energía total del universo permanece constante.

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Sistema

Parte específica del universo que se estudia en un proceso.

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Alrededores

El resto del universo que está fuera del sistema.

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Sistema abierto

Un sistema que puede intercambiar masa y energía con sus alrededores.

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Sistema cerrado

Un sistema que puede intercambiar energía, pero no masa, con sus alrededores.

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Sistema aislado

Un sistema que no puede intercambiar ni masa ni energía con sus alrededores.

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Proceso exotérmico

Un proceso que libera calor hacia los alrededores.

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Proceso endotérmico

Un proceso que absorbe calor de los alrededores.

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Energía interna (U)

La energía interna (U) de un sistema es la suma de la energía cinética y potencial de todas sus partículas. Incluye la energía del movimiento molecular, movimiento de electrones dentro de las moléculas, fuerzas de atracción y repulsión entre partículas.

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Cambio de energía interna (ΔU)

El cambio en la energía interna (ΔU) es la diferencia entre la energía interna final (Uf) y la energía interna inicial (Ui) de un sistema. ΔU = Uf - Ui.

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Primera ley de la termodinámica

Primera ley de la termodinámica: La energía total del universo permanece constante. En un sistema aislado, la energía no se puede crear ni destruir, solo se transforma de una forma a otra.

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Entalpía (H)

Cantidad de energía térmica liberada o absorbida durante una reacción química a presión constante. Se representa por el símbolo ΔH.

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Equilibrio químico

Estado en el que no se observan cambios con el tiempo. En una reacción química, las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes.

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Equilibrio ácido-base

Balance que mantiene el organismo entre ácidos y bases para mantener un pH constante.

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Electrólitos

Sustancias que conducen corriente eléctrica cuando se disuelven en un líquido.

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Ejemplo de electrólitos

Sodio, potasio, cloro y bicarbonato en el cuerpo

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Ácidos

Sustancias que se disocian en solución y generan iones positivos (H+).

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Bases

Sustancias que se disocian en solución y generan iones negativos (OH-).

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Sales

Sustancias formadas por la combinación de un ácido y una base. Pueden ser ácidas, básicas o neutras según su composición.

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Ley de velocidad

La velocidad de una reacción química expresada como una ecuación que relaciona la velocidad con las concentraciones de los reactivos.

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Constante de velocidad (k)

Constante que relaciona la velocidad de una reacción con las concentraciones de los reactivos.

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Orden de reacción

El exponente al que se eleva la concentración de un reactivo en la ley de velocidad.

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Vida media (t1/2)

El tiempo necesario para que la concentración de un reactivo se reduzca a la mitad.

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Mecanismo de reacción

Conjunto de pasos elementales por los que transcurre una reacción química.

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Teoría de colisiones

La velocidad de una reacción elemental está determinada por la frecuencia de colisiones y la energía de los reactivos.

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Molecularidad

El número de moléculas que participan en una reacción elemental.

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Etapa determinante de la velocidad

La etapa más lenta en un mecanismo de reacción, que determina la velocidad global.

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Teoría de Arrhenius

Teoría que define los ácidos como cualquier sustancia que libera protones (H+) en disolución.

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Teoría de Brönsted-Lowry

Amplía la definición de ácidos y bases incluyendo la transferencia de protones.

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Teoría de Lewis

Establece que los ácidos son aceptores de pares de electrones, mientras que las bases ceden pares de electrones.

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Sustancia anfótera

Sustancia que puede actuar como ácido o como base dependiendo de la reacción.

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Escala de pH

Medida de la acidez o basicidad de una disolución, basada en la concentración de iones hidrógeno.

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Constante del producto iónico del agua (Kw)

Constante que relaciona las concentraciones de iones hidrógeno e hidroxilo en una disolución acuosa.

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Reducción

Reacción en la cual un átomo, molécula o ion gana electrones.

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Oxidación

Reacción en la cual un átomo, molécula o ion pierde electrones.

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Study Notes

Química - QM310 - IV Módulo

  • Termoquímica, Cinética y Equilibrio Químico: Este módulo de química abarca los efectos caloríficos de las reacciones químicas, la velocidad y los mecanismos de las reacciones químicas y el equilibrio químico, incluyendo el equilibrio entre ácidos y gases.

Termoquímica

  • Definiciones: Energía como capacidad para realizar un trabajo. Los químicos definen trabajo como el cambio directo de energía que resulta de un proceso. Energía térmica es el movimiento aleatorio de átomos y moléculas, relacionada con la temperatura. Energía potencial es la energía disponible en función de la posición de un objeto. Energía química está relacionada con la posición y arreglo de átomos en una sustancia.

  • Leyes Fundamentales: Las reacciones químicas obedecen a la ley de conservación de masa y la ley de conservación de energía. La termoquímica estudia el calor liberado o absorbido en reacciones químicas.

  • Procesos Exotérmicos y Endotérmicos: Un proceso exotérmico cede calor a los alrededores, con ΔU negativo. Un proceso endotérmico absorbe calor de los alrededores, con ΔU positivo.

  • Sistemas: Existen tres tipos principales de sistemas: abierto (intercambia masa y energía), cerrado (intercambia energía pero no masa) e aislado (no intercambia masa ni energía).

Introducción a la Termodinámica

  • Definición: Es el estudio científico de la conversión de calor y otras formas de energía. En termodinámica, se examinan cambios en el estado de un sistema (definido por propiedades macroscópicas como composición, energía, temperatura, presión, y volumen). La energía interna (U) es una función de estado, el cambio es independiente del camino. ΔU = Uf - Ui

Primera Ley de la Termodinámica

  • Conservación de la Energía: La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma de una forma a otra. El cambio en la energía interna (ΔU) de un sistema es igual a la suma de los cambios de calor (q) y trabajo (w). ΔU = q + w

Ejemplo Aplicación Primera Ley de la Termodinámica

  • Reacción del Azufre, Oxígeno y Dióxido de Azufre: La reacción de un mol de azufre y un mol de oxígeno para producir un mol de dióxido de azufre, presenta un cambio de energía. Un proceso que desprende calor representa un cambio en el contenido energético (ΔU) menor que el reactivo, y un ΔU negativo.

Velocidad y Mecanismos de las Reacciones Químicas

  • Cinética Química: Estudia la velocidad de reacción y los mecanismos. Se observa que la velocidad de reacción depende de la naturaleza de los reactivos, concentraciones, las temperaturas, y los catalizadores.

  • Ley de Velocidad: Se puede determinar experimentalmente, y expresa la velocidad de reacción en función de las concentraciones de reactivos (v = k[Reactivos]^x).

Constante de Velocidad

  • Dependencia de la velocidad de reacción: La velocidad depende de la concentración de los reactivos. La constante de velocidad (k) depende de factores, como la temperatura.

Orden de Reacción

  • Definición: Es el exponente del término con la concentración del reactivo en la ley de velocidad. Se utiliza la ecuación de velocidad integrada (tabla 11.2) para calcular concentraciones transcurrido un tiempo.

Mecanismos de Reacción

  • Teoría de las Colisiones: Para que ocurra una reacción, las moléculas deben colisionar. Determinando frecuencia de choques, energía suficiente, y orientación adecuada para lograr el estado de transición.

  • Reacciones Elementales: Mecanismos compuestos de etapas elementales, cada una con una molecularidad y velocidad (k). Una reacción elemental muestra el número de moléculas implicadas en el choque. La etapa determinante de la velocidad es la etapa más lenta.

Molecularidad y Orden de Reacción

  • Correlación: Para reacciones elementales, el orden y la molecularidad coinciden. Las distintas etapas elementales, que se agrupan para mostrar el mecanismo, describen las etapas de una reacción.

  • Molecularidad y Ley de Velocidad: Se determina la ley de velocidad para una reacción elemental a través del producto de la constante de velocidad (k) por la concentración de los reactivos con sus correspondientes exponentes.

Equilibrio Químico

  • Definición: Estado donde las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes con el tiempo. Existe una gran actividad molecular, donde las moléculas de reactivos forman productos, y los productos forman reactivos.

  • Equilibrio Ácido-Base: En el organismo, se mantiene un pH constante (ligeramente básico) en la sangre, un balance entre ácidos y bases.

Introducción a los Electrólitos

  • Importancia: Los electrólitos, como sodio, potasio y cloro, son minerales cruciales para el equilibrio ácido-básico del organismo. Los electrólitos transportan carga en fluidos corporales y regulan el funcionamiento muscular y nervioso.

Ácidos - Bases

  • Definiciones: Las teorías de Arrhenius, Brönsted-Lowry y Lewis definen ácidos y bases (sustancias que pueden ceder/aceptar protones o pares de electrones).

Ionización del Agua - Escala de pH

  • Equilibrio Iónico del Agua: El agua se ioniza ligeramente (H⁺ + OH⁻), con una constante de equilibrio (Kw). La escala de pH mide la concentración de iones H+.

  • Escala de pH: Mide la acidez o alcalinidad de una solución. Se define como el logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógeno. El pH 7 es neutro, inferior a 7 es ácido, superior a 7 es alcalino.

Valores de pH en líquidos corporales

  • Valores de pH de diferentes fluidos corporales: Presenta una tabla con los rangos de pH típicos para diversos fluidos corporales, incluyendo sangre, jugo gástrico, bilis, orina, etc.

Regulación del equilibrio ácido-base

  • Mantenimiento del pH: El organismo utiliza estrategias para mantener el pH en rangos fisiológicos. Amortiguadores (disoluciones reguladoras), compensación respiratoria y filtración renal son estrategias diferentes.

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Description

Este quiz aborda el IV Módulo de Química que trata sobre Termoquímica, Cinética y Equilibrio Químico. Se exploran conceptos como la energía en las reacciones, las leyes fundamentales y los procesos exotérmicos y endotérmicos. Prepárate para poner a prueba tus conocimientos en estas áreas clave de la química.

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