Tipos de sistemas e interacciones sistema-entorno

Los sistemas son fragmentos o porciones bien delimitadas del universo.De acuerdo con su vinculación al entorno,se distinguen 2 tipos de sistemas :

• Sistemas cerrados:las características del ambiente , no les influyen porque actúan independientemente de los cambios que se produzcan en el exterior ; a menos que las condiciones extremas varíen de tal modo que los dañen o destruyan.
• Sistemas abiertos:son aquellos que interactuan constantemente con el entorno, lo influyen y son influidos por el.Por ejemplo:caudal de agua en un rió , o los servomecanismos de control:célula fotoeléctrica,dirección de misiles...etc.

Rapidez de reacción:¿Que factores determinan la rapidez con la que ocurre una reacción?

Factores que influyen en la rapidez de reacción:

• Temperatura a la cual se desarrolla la reacción.
• Grado de división de los reactivos. 
• Naturaleza de los reactivos.
• Concentración de los reactivos.
• Catalizador si lo hubiera.

 Temperatura.Al aumentar la temperatura,también lo hace la velocidad a la que se mueven las partículas. Se dice,de manera aproximada,que por cada 10°C de aumento en la temperatura,la velocidad se duplica.

Grado de división de los reactivos.Las reacciones entre gases o sustancias en disolución son rápidas ya que las mismas están finamente divididas,mientras que las reacciones en las que aparece un solido con lentas,ya que la reacción solo tiene lugar en la superficie del contacto.Si los reactivos están en estado liquido o solido,la pulberizacion , es decir , la reducción a partículas de menor tamaño , aumenta enormemente la velocidad de reacción , ya que facilita el contacto entre los reactivos y , por lo tanto, la colisión entre partículas.

Naturaleza de los reactivos.Dependiendo del tipo de reactivo que intervenga, una determinada reacción tendrá una energía de activación:

1. Muy alta,y entonces sera muy lenta.
2. Muy baja,y entonces sera muy rápida.

Concentración de los reactivos.Cuanto mayor sea su concentración,mas alta sera la velocidad de la reacción en la que participen, ya que,al haber mas partículas en el mismo espacio ,aumentara el numero de colisiones 

Catalizador.Son sustancias que aumentan o disminuyen la rapidez de una reacción sin transformarse.La forma de acción de los mismos es modificando el mecanismo de reacción, empleando pasos elementales con mayor o menor energía de activación.

La medida de la velocidad de reacción implica la medida de la concentración de uno de los reactivos o productos a lo largo del tiempo,para medir la velocidad de una reacción  se necesita cuantificar el reactivo que desaparece por una unidad de tiempo,o bien la cantidad de un producto que aparece por una unidad de tiempo.

Rapidez de reacción:¿Que mide y cual es su importancia?

La velocidad de una reacción  se define como:

• La variación del numero de moles de uno los reactivos que desaparece en la unidad de tiempo, o bien como el numero de moles de uno de los productos que se forma por  una unidad de tiempo.Su unidad sera moles/seg.
• Normalmente en lugar de expresar las cantidades en moles se suele hacer en concentración y en tal caso las unidades serán moles/Lseg.
• De acuerdo con esto,la velocidad de reacción del compuesto A seria:

Experimentalmente puede comprobarse que la velocidad de una reacción es proporcional al producto de las concentraciones de reactivos (velocidad directa) o de productos (velocidad inversa) elevados a unos exponentes. 

Energía de activacion y energia de reaccion

Energía de activación 

La energía de activación,suele utilizarse para denominar la energía mínima necesaria para que se produzca una reacción química.

Energía de reacción

En toda reacción química se absorbe o desprende energía. Esto se debe a que al romperse y formarse enlaces se absorbe y se desprende energía respectivamente.

El equilibrio dinámico es un equilibrio químico,donde dos reacciones reversibles ocurren a la misma velocidad.Dicho de otra manera,en el equilibrio dinámico, dos reacciones opuestas ocurren a la misma velocidad.

Las reacciones que intervienen en el equilibrio dinámico se denominan reacción directa e inversa.Se dice que un equilibrio es homogéneo cuando sus componentes se encuentran todos en la misma fase o estado.

reacciones endotermicas y exotermicas

Reacciones exotermicas:se denomina reacción exotermica a cualquier reacción química que desprenda energía,ya sea como luz o calor , o lo que es lo mismo:con una variación  negativa de la entalpia . Las reacciones exotermicas liberan energía.

Las reacciones endotermicas: son aquellas que absorben la energía en forma de calor .En las reacciones endotermicas los productos tienen mas energía que los reactivos. 

Reacciones de combustión: desprenden altas cantidades de energía que incluso pueden generar fuego  :

1. CH4+2O2=CO2+2H20+calor 
2. 2H2+O2=2H2O+calor 

La importante diferencia entre temperatura y calor

La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de los átomos o moléculas en el sistema.

El calor es una cantidad de energía y una expresión del movimiento de las moléculas que componen un cuerpo.

Los dos conceptos están relacionados entre si pero no son sinónimos. El calor es la energía total del movimiento molecular en un cuerpo,mientras que la temperatura es la medida de dicha energía. El calor depende de la velocidad de las partículas,de su numero, de su tamaño y de su tipo.La temperatura no depende del tamaño, ni del numero ni del tipo.

El calor se escribe con el símbolo q o Q, y tiene unidades de joules (J)

¿Que es la energía de activación?

La energía en la reacciones químicas

La energía de activación Ea es la energía que deben absorber las reactivos en sus estados fundamentales para alcanzar el estado de transición. La energía de activación es entonces, la energía mínima necesaria para que produzca una reacción química dada.A medida que las moléculas se aproximan, sus nubes de electrones se repelen.Si la energía es suficiente,se vence la prepucio y las moléculas se aproximan lo suficiente para que produzcan una reordenacion de ses enlaces.

Formulas:

Ea¡=energía de activación inversa       Ead= energía de activación directa   

            

                Ead>Ea¡                          △Hr= Ead-Ea¡                       A+B=C+D      

Entalpia estándar de reacción (△H°r) representa la variación de la energía de una reacción,es la energía intercambiada en forma de calor con el entorno cuando se produce una reacción a presión constante.Se mide en kJ o en kJ/mol de la  reacción tal como esta escrita su ecuación química.

Entalpia de reacción     

su formula es:

Tenemos que saber que las variaciones de entalpia de formación de los elementos en su estado fundamental (natural) son cero y la de los compuestos dinámicos también. 

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balancear una ecuación quiere decir que debe de haber una equivalencia entre el numero de reactivos y el numero de productos .Para ello existen distintos métodos como:balanceo,por tanteo,oxido-reducción (REDOX) , matemático o algebraico .Cualquier método requiere conocer la ley de la conservación de la materia de Lavoiser que dice:"en una reacción  química ,la masa de los reactantes es igual a la masa de los reactivos" por lo tanto "la materia no se crea ni se destruye,se transforma".Este método resulta mas fácil si ordenamos los elementos de la siguiente manera:

1. Balancear primero metales y/o no metales

1. Balancear en segundo termino los objetos 

1. Considerar por ultimo al hidrógeno

Ejemplo: Fe2O3 + CO = CO2+Fe

Paso 1: identifica cantidades de moléculas o átomos:

                                      2-Fe-1             1-C-1

Paso 2:coloca los coeficientes en cada molécula o elemento:

                            Fe2O3+3CO = 3CO2+ 2Fe           

2-Fe-2                                   3-C-3                        6-O-6

Paso 3: revisa que cada cantidad de átomos de cada elemento sea tanto para reactivos como para productos,ademas que la suma sea idéntica:

                                                         2-Fe-2

                                                         3-C-3

                                                         6-O-6

                                                         11=11