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TTt t Fisicoquímica II Alumna: Berenice Miranda Miranda Docente: Rigoberto Barrios Francisco Semestre: Quinto Grupo: IQ:501 Ciclo escolar 2020-2021 T E S F P S Una función de estado es una propiedad de un sistema termodinámico que depende sólo del estado del sistema, y no de la forma en que el sistema llegó a dicho estado. Por ejemplo, la energía interna y la entropía son funciones de estado. ¿Cuáles son las funciones de estado? • La temperatura • La energía interna • La energía libre • La presión • El volumen • La entalpía • La entropía También tengamos presentes las funciones que dependen de cómo se realice el proceso (no son termodinámicas), que son las siguientes: • Calor • Trabajo Una función de trayectoria tiene un valor para cada trayectoria que realice el sistema entre dos estados de equilibrio, es una propiedad del proceso o de la evolución. Matemáticamente: U es una función de estado, un cambio infinitesimal de ella se escribe como dU, y ∫dU=ΔU. Una superficie de energía potencial describe la energía de un sistema, principalmente de un conjunto de átomos, en función de ciertos parámetros, normalmente las posiciones de los átomos. La superficie puede definir la energía como una función de una o más coordenadas; si solo hay una coordenada, la superficie se llama curva de energía potencial o perfil de energía. Un ejemplo es el potencial de Morse. Superficie de energía potencial para una molécula de agua: muestra el mínimo de energía correspondiente a la estructura molecular optimizada del agua - longitud de enlace O-H de 0,0958 nm y ángulo de enlace H-O-H de 104,5° el término proceso exotérmico describe un proceso o reacción que libera energía del sistema a su entorno, generalmente en forma de calor , pero también en forma de luz (por ejemplo, una chispa, llama o destello), electricidad (por ejemplo, una batería), o sonido (p. ej., explosión escuchada al quemar hidrógeno). El término exotérmico fue acuñado por primera vez por Marcelino Berthelot . Lo opuesto a un proceso exotérmico es un proceso endotérmico , que absorbe energía en forma de calor. Por lo tanto, una reacción exotérmica: Es aquella reacción donde se libera calor, esto significa que la energía de las moléculas de los productos (EP) es menor que la energía de las moléculas de los reaccionantes (ER). En las reacciones químicas https://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_de_Morse https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa https://es.wikipedia.org/wiki/Calor https://es.wikipedia.org/wiki/Luz https://es.wikipedia.org/wiki/Electricidad https://es.wikipedia.org/wiki/Sonido https://es.wikipedia.org/wiki/Marcellin_Berthelot https://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_endot%C3%A9rmica exotérmicas se desprende calor, el DH es negativo y significa que la energía de los productos es menor que la energía de los reactivos, por ejemplo, en las reacciones de combustión. Un proceso endotérmico es cualquier proceso con un aumento en la entalpía H (o energía interna U) del sistema. En tal proceso, un sistema cerrado generalmente absorbe energía térmica de su entorno, que es la transferencia de calor al sistema. Puede ser un proceso químico, como disolver nitrato de amonio en agua, o un proceso físico, como derretir cubitos de hielo. Lo opuesto a un proceso endotérmico es un proceso exotérmico, uno que libera o "emite" energía, generalmente en forma de calor y, a veces, como energía eléctrica. Por lo tanto, en cada término (endotérmico y exotérmico) el prefijo se refiere a dónde va el calor (o energía eléctrica) a medida que ocurre el proceso. En un proceso químico las sustancias llamadas reactivos se transforman en productos a medida que pasa el tiempo. La velocidad de una reacción química es la velocidad con que se forman los productos (o con que desaparecen los reactivos). Podríamos definir la velocidad de una reacción química atendiendo a la variación de la masa o de los moles de reactivos o productos en relación al tiempo que tarda en producirse esa reacción; no obstante, se prefiere usar la variación de las concentraciones. https://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_interna https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_t%C3%A9rmica https://es.wikipedia.org/wiki/Calor https://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_exot%C3%A9rmico El orden total de reacción es la suma de los órdenes de reacción individuales para cada reactivo. Durante una reacción, la concentración de reactantes cambia con el tiempo. Para cada reacción se puede formular una ecuación, la cual describe cuantas partículas del reactivo reaccionan entre ellas, para formar una cantidad de partículas del producto. Para una reacción de la forma 2A + B + C + D → E Esto dignifica, que dos partículas A colisionan con una partícula B, una partícula B y una partícula D, para formar el producto B La molecularidad es el número de moléculas que forman parte como reactivos en un proceso elemental, es decir, la suma de las moléculas de cada reactivo antes de formar el complejo activado para convertirse en los productos. En una reacción elemental se llama molecularidad al número de moléculas de reactivos que intervienen para que se produzca la reacción. Las reacciones unimoleculares (molecularidad 1) son las de descomposición o reorganización dentro de una misma molécula (Ejemplo: O3 ® O2 + O). Generalmente, las reacciones son bimoleculares (NO2 (g) + CO (g) ® NO(g) + CO2 (g)) aunque hay algunas trimoleculares, mientras que valores superiores son prácticamente imposibles, ya que a pesar de que haya reacciones con más de tres moléculas de reactivos, muy probablemente la reacción no es un proceso elemental, sino una sucesión de etapas elementales. En química, la energía de activación Ea es la energía mínima que necesita un sistema antes de poder iniciar un determinado proceso. A presión constante, la energía de activación viene determinada por la siguiente ecuación: La energía de activación suele utilizarse para denominar la energía mínima necesaria para que se produzca una reacción química dada. Para que ocurra una reacción entre dos moléculas, éstas deben colisionar en la orientación correcta y poseer una cantidad de energía mínima. A medida que las moléculas se aproximan, sus nubes de electrones se repelen. Choques efectivos Los choques entre las moléculas deben efectuarse con la debida orientación. Si el choque entre las moléculas cumple con estas condiciones, se dice que las colisiones son efectivas y ocurre la reacción entre los reactantes. una reacción química implica una reorganización espacial de los átomos en la ruptura, y posterior formación de enlaces químicos. Para que esto suceda, las moléculas y átomos involucrados, deben estar en contacto físico. Las particularidades del proceso de interacción entre sustancias químicas a nivel molecular se explican a partir de la teoría de las colisiones. La teoría cinético-molecular de la materia nos dice que los átomos y moléculas de las distintas sustancias se hallan en continuo movimiento, lo que ocasiona choques constantes entre las partículas. Estos choques son la chispa necesaria para que haya una reacción química. Así, mientras mayor sea el número de choques por unidad de tiempo, mayor será la probabilidad de que ocurra una reacción. Sin https://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema https://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n https://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmica embargo, no todos los choques son efectivos, en el sentido de que provoquen un cambio químico. Para que esto ocurra, las partículasen cuestión deben tener una energía suficientemente alta para vencer las fuerzas de repulsión que actúan entre ellas. De no ser así, dichas partículas se volverían a separar. Por otra parte, debido a que las moléculas suelen tener una compleja estructura tridimensional, alrededor de la cual se distribuyen nubes de electrones, los choques efectivos deben darse en una cierta orientación espacial. En otras palabras, la posición y la dirección con la cual se acerquen las moléculas determinará que se produzca o no una reacción El estado de transición en una reacción química elemental es una configuración particular a lo largo de la coordenada de reacción que se define como el estado que corresponde al máximo de energía a lo largo de la misma. En este punto se asume que las especies reactantes al colisionar conducirán siempre a la formación de productos. En química, el término intermedio de reacción, o simplemente intermedio, o también especie intermedia, hace referencia a una especie química, habitualmente de baja estabilidad, que aparece y posteriormente desaparece como parte de un mecanismo de reacción. No aparece ni en la reacción global, ni en la ecuación de velocidad. La mayor parte de las reacciones químicas son consecutivas (o sucesivas), lo cual significa que para completarse necesitan pasar a través de una serie de etapas elementales. Las especies que son el producto de una de estas etapas y que se consumen en una etapa siguiente son los intermedios de reacción. Un mecanismo de reacción es un postulado teórico que intenta explicar de manera lógica cuáles son las reacciones(es) elemental(es) e intermediarios que suceden en una reacción química y que permiten explicar las características cualitativas (desarrollo de color, aparición de precipitados, etc.) y cuantitativas (una de las más importantes la velocidad de reacción) observadas en su desarrollo. El mecanismo debe soportarse en los datos experimentales reportados para la reacción estudiada como los intermediarios, complejo(s) activado(s) y/o especies aislados en el trabajo experimental; la energía involucrada en cada paso propuesto (que determina la velocidad de reacción), cambios de fase, los efectos inducidos por el catalizador (si es que se adiciona alguno), los productos obtenidos, el rendimiento de la reacción, la estereoquímica de los productos, etc.
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