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¿Qué es el q? Nuevos planteamientos sobre los principios de la termodinámica, termoquímica (página 3)


Partes: 1, 2, 3, 4, 5, 6


8.2.--DE ¿DONDE PROVIENE EL VALOR DE MENOS 273º QUE SE LE ATRIBUYE AL CERO ABSOLUTO DE LA ESCALA DE GRADOS KELVIN ?

Acabamos de ver que

Monografias.com

Y que PMonografias.comVMonografias.com1,013 . 10Monografias.comNw/ mMonografias.com22,4 dmMonografias.com= 22,706 . 10Monografias.comNw. m.

Por otra parte: 1/ 273 = 3,663. 10Monografias.com

La cantidad 6,947745 .10Monografias.comla descomponemos en tres factores

= 22,706 10Monografias.com3,663. 10Monografias.com0,835 10Monografias.com

( El mismo resultado llegamos si en (8,1) = 3,05987. 10Monografias.comlo descomponemos en

3,05987. 10Monografias.com=3,663. 10Monografias.com0,835 10

r = radio de los átomos. Los gases (exceptuando el hidrógeno) su radio está

comprendido entre los valores 0,75 y 0.92 . Luego 0,839/ r está aproximadamente

igual a la unidad ; 0,839/ r = 1 ; por lo tanto

Teniendo presente que ("r") el radio viene expresado en ángstrom (Ä) a cero grados centígrados y una atmósfera de presión.

Pero el coeficiente 1/273 no tiene nada que ver con la temperatura, únicamente que a cero grados centígrados en los gases (exceptuando el hidrogeno) el cociente 0,839/ r está aproximadamente igual a la unidad.

8.3.-¿Pero tiene sentido el valor de menos 273º que se le atribuye al cero absoluto de la escalo de grados kelvin.?

Estamos viendo que si un elemento de radio " r " le aumentamos la energía que tiene su radio disminuye. Pero si le quitamos a ese elemento energía sea simple o compuesto su radios y su volumen aumentarán así el peso de un trozo hielo tiene más volumen que el volumen de un recipiente que contenga el mismo peso de agua líquida que el referido trozo de hielo.

. Experimentalmente se observa, que si tenemos un cuerpo y le vamos bajando temperatura, para conseguir que su temperatura sea menos 273º C, observaremos:

a) nunca se puede llegar a esta valor ; b) Cuando se acerca a ese valor, se empieza a comprobar fenómenos que como que cuerpos que no son conductores se convierten en superconductores, .... Es decir que al aumentar su volumen la ultima capa de los átomos empiezan a romper sus ataduras con los átomos que le rodean, al mismo tiempo que las capas inferiores a la mas externa, que antes no se enlazaban con otros átomos lo hacen. Pero esto sucede no solo con los elementos que estamos tratando, sino con el interior del recinto donde se encuentran los elementos. Consecuencia de todo esto: la energía liberada los hace que sean superconductores, el aparato de comprensión – expansión no funciona como debía lo que impide que la temperatura baje más,....

Conclusión: Así como la temperatura de un cuerpo, teóricamente aunque puede llegar hasta el infinito, prácticamente no se puede calentar y mantener durante un tiempo indefinido más que unos miles de grados. De la misma manera, la temperatura teóricamente podría llegar a cero( su radio hacerse infinito), pero prácticamente no se puede llegar y menos bajar de menos 273º ; pero esto no quiere decir que la expresión matemática (8,5) PMonografias.com.VMonografias.com10Monografias.com/ 273 ; el divisor 273 indique realmente una temperatura.

8.4 Ley de Boyle- Marriotte

O de las temperaturas constantes que según lo que estamos tratando son de los radios constantes.

Si en la ecuación (8,3)

PMonografias.comVMonografias.comr = .PMonografias.comV Monografias.comrMonografias.com=.P. Monografias.comV Monografias.comrMonografias.com= .....PVMonografias.comrMonografias.com

Hacemos que rMonografias.com= rMonografias.com... rMonografias.com; (8,3) se convertirá en PMonografias.comVMonografias.com= .PMonografias.comV Monografias.com=.P. Monografias.comV Monografias.com.....PMonografias.comVMonografias.com(8,6) ; que como sabemos es la ley de Boyle- Marriotte

La representación gráfica de PMonografias.comV= .PV Monografias.com=.P. Monografias.comV Monografias.com.....PMonografias.comVMonografias.com

Sabemos que es una rama de hipérbola, como el de la figura.

8.5 Ley de Gay_Lussac-Charles

O de las presiones constantes

Si en la ecuación (8,4)

La expresión (8,7) es en realidad la verdadera Ley de Gay_Lussac-Charles

PMonografias.comrMonografias.com= PMonografias.comrMonografias.com. = ..VMonografias.com.rMonografias.com(8,8) que es otra manera de expresar la Ley de Ley de Gay_Lussac-Charles

La representación gráfica de PMonografias.comrMonografias.com= PMonografias.comrMonografias.com. = ..P Monografias.com.rMonografias.com

Sabemos que es una rama de hipérbola, como el de la figura

Ley de los volúmenes constantes

Si en la ecuación (8,3)

PMonografias.comVMonografias.comr = .PMonografias.comV Monografias.comrMonografias.com=.P. Monografias.comV Monografias.comr= .....PMonografias.comVMonografias.comrMonografias.com

Hacemos que PMonografias.com= PMonografias.com... PMonografias.com; (8,3) se convertirá en rMonografias.comVMonografias.com= .rMonografias.comV =.r V Monografias.com.....rMonografias.comVMonografias.com(8,6) ;

La representación gráfica de rMonografias.comVMonografias.com= .rMonografias.comV = r Monografias.comV Monografias.com.....rMonografias.comVMonografias.com

Sabemos que es una rama de hipérbola, como el de la figura.

El concepto de qMonografias.comes un coeficiente de proporcionalidad

  • Respecto al calor específico teórico

Hemos definido el calor específico teórico tiene como la expresión (.3,2)

Que la podemos poner también: es igual a Z .pm =( qMonografias.com.10Monografias.com

Y generalizando:

( qMonografias.com.10Monografias.com= Z. pmMonografias.com= Z Monografias.com.pmMonografias.com= ZMonografias.compmMonografias.com=....=ZMonografias.compmMonografias.com

donde 1,2,3, ....n son todos los elementos del sistema periódico (9,1)

Esta expresión nos dice:

que en todo átomo (qMonografias.com10Monografias.compermanece sin variación

2º que al aumentar pm, su calor teórico específico Z disminuye.

---------------------------------------

9.2 Respecto al QMonografias.comde un mol

Acabamos de ver en que :E.r= QMonografias.com= 6,947745. 10Monografias.comjulios.m. mol = KMonografias.comPMonografias.comVMonografias.comr = KMonografias.comPMonografias.comV Monografias.comrMonografias.com=KMonografias.comP. Monografias.comV rMonografias.com= .....K.PMonografias.comVMonografias.comrMonografias.com,

Donde K es una dimensión adimensional. Si considero que K =1 y que PMonografias.comVMonografias.comno corresponde a presión y volumen en condiciones normales, si no que la presión y el volumen pueden tener cualquier valor, con tal que su producto P.V por el radio del elemento químico valga siempre 6,947745. 10Monografias.comjulios.m. mol O de otra manera que .PMonografias.comVMonografias.com...... PMonografias.comVsean iguales a QMonografias.com/r

podré poner :E.r= QMonografias.com= 6,947745. 10Monografias.comjulios.m. mol = PMonografias.comVMonografias.comr = .PMonografias.comV Monografias.comrMonografias.com=.P. Monografias.comV Monografias.comrMonografias.com= .....PMonografias.comVMonografias.comrMonografias.com(9,2)

Siendo P Monografias.comV Monografias.comdistinto de PMonografias.comVMonografias.com.. .distinto de PMonografias.comVMonografias.com

Donde PMonografias.comVMonografias.comes distinto a 1,013 . 10Monografias.comNw/ mMonografias.com22,4 dmMonografias.com= 22,706 . 10Monografias.comNw. m

En adelante solo pondré PMonografias.comVMonografias.com...... PMonografias.comVMonografias.comcon la condición que sean iguales a QMonografias.com/r

Acabamos de ver (9,2)que :E.r= QMonografias.com= m. 2. rMonografias.comfMonografias.com= 6,947745. 10Monografias.comjulios.m. mol = PMonografias.comVMonografias.comrMonografias.com= . PMonografias.comV Monografias.comrMonografias.com=. P. Monografias.comV Monografias.comrMonografias.com= ..... PMonografias.comVMonografias.comrMonografias.com

Hay que fijarse bien lo expuesto anteriormente la expresión QMonografias.com/r = P.V se refiere a que el elemento en estudio puede encontrarse en estado de gas , (producto P.V) o en estado sólido o líquido.

Luego cualquier estado que considero el gas en estudio, lo puedo relacionar con cualquier estado que se encuentre sólido o líquido dicho elemento. Es decir es más general que la actual fórmula de los gases perfectos, que solo se refiere a gases y además como he dicho antes, no son elementos ideales, sino elementos reales.

No relaciona solamente un elemento en cualquier estado que se encuentre, sino que relaciona cualquier elemento químico en cualquier estado que se encuentre, con otro cualquier elemento químico que se encuentre así mismo en cualquier estado, por lo que podemos poner:

QMonografias.com= EMonografias.comrMonografias.com= P Monografias.comV Monografias.comrMonografias.comMonografias.com.P Monografias.comVMonografias.comMonografias.comrMonografias.com= P. Monografias.comV Monografias.comMonografias.com.rMonografias.com= . KPMonografias.comVMonografias.comrMonografias.com= ..

EMonografias.comrMonografias.comVMonografias.comrMonografias.comMonografias.com.PMonografias.comVMonografias.comMonografias.comrMonografias.com= .PMonografias.comV Monografias.comMonografias.comrMonografias.com= . PMonografias.comVMonografias.comrMonografias.com= .

EMonografias.comrMonografias.com= PMonografias.comVMonografias.comrMonografias.com= .PMonografias.comVMonografias.comrMonografias.comP. Monografias.comVMonografias.comrMonografias.com= . .... PMonografias.comVMonografias.comrMonografias.com( 9,4)

El prefijo de la anterior expresión no indica el exponente sino la clase de elemento que se trata. El sufijo la presión ,, el volumen y el radio de dicho momento en un estado determinado.

Pero esto es si se trata un elemento simple y un solo mol. Si tenemos una molécula de n moles será:

n QMonografias.comr = E = n.6,947745 .10Monografias.comr de donde QMonografias.com= n.6,947745 .10Monografias.com

Monografias.com n

= QMonografias.com= 6,947745 .10Monografias.comluego es lo mismo que se trate de un mol o de n moles.

Hay que darse cuenta que tanto (9,2), (9,3) y ( 9,4) estamos hablando de energías o cargas totales del átomo o de la molécula.

SEGUNDA PARTE

Termoquímica

SEGÚN LA TEORÍA DE "QMonografias.comr" DE LAS ENERGÍAS ABSOLUTAS

Introducción: El autor de estas líneas presupone que el que lea estas líneas conoce los conceptos de la química actual.

A continuación se va obtener unos valores de energía de algunos átomos o moléculas aplicando unas ecuaciones termoquímicas. Lo importante de dichas ecuaciones no es el resultado en si, sino la manera de resolver dichas ecuaciones y el planteamiento teórico diferente de enfrentarse algunos conceptos de la química actual. Es decir no se trata de definir nuevos conceptos químicos, si no que los actuales verlos desde otra perspectiva.

1.- OTRAS APLICACIONES DE Q Monografias.com

Hemos dicho en los apartado anterior ( 1ª parte (2,2) que:

Monografias.comLa fórmula anterior consta de dos términos:

  • Un término constante 6,947745 .10Monografias.com

  • Un término variable que es " r"

Dicha fórmula me da la energía absoluta de un mol de un átomo de cualquier elemento simple. Dicha fórmula nos dice que la energía absoluta de un mol de un cuerpo simple solo depende del término variable que es su radio exterior y no de su peso molecular.

Nota: El autor de este trabajo prefiere hablar de Energías, mejor que de entalpías.

1-1.- La intensidad no es unidad fundamental

Además de la fórmula ( 1ª parte (2.1) ) qMonografias.com= 4. m. rMonografias.comfMonografias.com; deducimos que la intensidad no es una unidad fundamental

Sabemos que I = q/t donde I es igual a intensidad de una corriente eléctrica y t indica el tiempo.

Su ecuación dimisional será I = LMonografias.comTMonografias.comMMonografias.com( 1, 1)

1.-2.- Ecuación adimensional de la tensión

De la misma manera sabemos que E = qMonografias.comr = V. I ; donde V es la tensión eléctrica e I la intensidad ; luego E = qMonografias.comr = V. I ; donde V = E /I =

cuya ecuación dimisional será V = LMonografias.comTMonografias.comMMonografias.com( 1, 2)

Cálculo de los electrovoltios de un átomo o molécula

Monografias.comSi (2,2) lo dividimos por la constante de Faraday 96496 Coulombs obtenemos los

electrovoltios de ese átomo o molécula

A continuación en los apartados nº 2 y 3 voy a recordar los conceptos de la química que más voy a mencionar y que más voy a intentar verlos desde otra posición.

Concepto de ácido y base

2.1-Según Arrhenius

Según Arrhenius : Acido es aquella sustancia que en disolución acuosa, se disocia dando iones ( HMonografias.comAsí el ácido clorhídrico se disocia casi completamente en HMonografias.comO, en disoluciones no muy concentradas:

Base según Arrhenius es aquella sustancia que en disolución acuosa, se disocia dando iones oxhidrilo (OH) Monografias.com

En disolución acuosa según Arrhenius los iones hidrógeno ( HMonografias.comcaracterizan a los ácidos y los iones (OH) Monografias.coma las bases. Por el proceso de neutralización las propiedades de los ácidos y de las bases se compensan mutuamente: ácido+base = sal + agua

2.2.-Teoría de Brónsted – Lowry

Recordemos la teoría sobre el concepto de ácido y base de Brónsted – Lowry:

Una sustancia se comporta como ácido cuando cede protones y actúa como base si los acepta.

Ejemplo de ácido:

El ácido Cl H se comporta como tal frente al agua porque cede un protón a ésta, que lo recibe actuando como base y transformándose el agua en ión oxonio HMonografias.comOMonografias.com

Como ejemplo de base ponemos:

Las bases fuertes se disocian en el agua con formación de iones (OH).

Son los (OH)los que manifiestan su comportamiento básico.

Ejemplo:

Por tanto las reacciones ácido/base las podemos escribir de acuerdo con la teoría de Brónsted /Lowry de la forma siguiente:

por este motivo estas reacciones reciben el nombre de de transferencias de protones.

La especie química AH se comporta como ácido, pues es capaz de ceder un protón a B, que se comporta como una base; y a la inversa la especie química BHMonografias.commanifiesta su carácter ácido, ya que puede ceder un protón a AMonografias.comque de esta manera se comporta como base. Se puede afirmar que AH/AMonografias.comforman un par ácido / base conjugado y B/BHMonografias.comson un par base / ácido conjugado, por que decimos:

Concepto de oxidación y de reducción

J.J. Thomson estableció un modelo químico, mediante el cual todos los enlaces existentes entre átomos era la consecuencia de una transferencia completa de electrones de un átomo a otro. Consecuencia de esto es que unos átomos toman la polaridad positiva y otros átomos se cargan negativamente.

De estos conceptos se asoció los estados de oxidación – reducción al estado eléctrico de cada elemento en un compuesto determinado.

Lo dicho anteriormente es difícil aceptar cuando loa átomos se mantienen mediante enlaces covalentes: FeMonografias.comOMonografias.com

Decimos que el hierro se ha oxidado (ha ganado oxígeno), pero difícilmente podemos asumir que haya cedido electrones. Los enlaces entre el hierro son covalentes por lo que no es posible hablar de iones en este compuesto.

Definición de proceso redox en función del cambio del número de oxidación.

El concepto de número de oxidación (Nox) se aplica a elementos químicos, tanto en combinaciones iónicas como covalente.

El Nox de un elemento hace referencia al ambiente electrónico de un determinado elemento cuando se encuentra combinado con otro y está basado en la magnitud de sus valores relativos de electronegatividad. En los iones atómicos, el Nox de un elemento coincide con el de su carga. Así, en el cloruro de sodio Nox (Na) = +1 y el Nox (Cl) =--1.

En los compuestos covalentes la determinación del Nox de cada elemento toma como base la distribución desigual de los electrones compartidos. Así, en el H Cl, por ser el cloro más electronegativo del enlace covalente se sitúa preferentemente en las proximidades de este átomo. El número de oxidación de un elemento en un compuesto es la carga que tendría un átomo de ese elemento si el compuesto del que forma parte, estuviese formado por aniones y cationes.

Reglas:

  • 1) El Nox de cada elemento libre (no combinado con otro) es cero.

  • 2) Por convenio sea ha tomado como potencial estándar, como medida de uno de los electrodos, el que corresponde al hidrógeno: Nox de cualquier ión atómico es igual a su carga. El Nox del oxígeno es siempre -2, salvo en los peróxidos, donde es -1 y en el OFMonografias.comdonde es +2.

  • 3) El Nox de Hidrógeno es +1, salvo en los hidruros metálicos es -1.

  • 4) El flúor siempre tiene Nox -1. Los otros halógenos (Cl, Br y I ) también poseen Nox -1, cuando se presentan como haluros. Cuando se combinan con oxígeno poseen Nox positivos.

  • 5) La suma de los números de oxidación de todos los compuestos de los elementos de un compuesto debe ser cero y un ión debe ser igual a la carga del mismo.

Los procesos de oxidación y reducción son simultáneos. Siempre existe un elemento que aumenta su Nox y otro que lo disminuye. La especie química que disminuye su Nox recibe el nombre de oxidante y la que aumenta su nox recibe el nombre de reductor.

Cuando se introduce una barra de cinc en una disolución que contiene iones CuMonografias.comla reacción que ocurre la podemos representar mediante la siguiente ecuación:

Este proceso de transferencia de electrones puede aprovecharse para un trabajo eléctrico, es decir podemos fabricar una pila (pila Daniell)

El electrodo en el que se produce la oxidación se denomina ánodo, y el electrodo que se produce la reducción se llama cátodo; luego:

La diferencia de potencial existente entre los electrodos de una pila, origina una corriente una corriente a través del cable que une los dos electrodos. El potencial del cátodo es superior al potencial del ánodo.

La diferencia de potencial existente entre los dos electrodos de una pila es:

EMonografias.comE Monografias.comE Monografias.com

Si la reacción redox es espontánea EMonografias.comsu valor proviene de la concentraciones de iones en disolución que participan en el proceso, e la temperatura y , en el caso de participar gases de las presiones parciales de los mismos.

Se llama potencial estándar EºMonografias.comla diferencia de potencial existente en una concentración 1 molar, a 25º centígrados y las presiones parciales de los gases es de una atmósfera..

Si medimos con un voltímetro la tensión de una pila EMonografias.comE Monografias.comE Monografias.com

Medimos una diferencia de potencial, pero no el valor de E Monografias.comni tampoco la tensión que tiene E Monografias.com

Por convenio se ha tomado como potencial de uno de los electrodos, el que corresponde al hidrógeno:

A este valor por convenio se le ha dado el valor cero. EºMonografias.com= 0 V

Comparando con este valor experimentalmente, se determinan los potenciales del resto de semi reacciones,

4.1.- Qué la reacción se de solo entre dos elementos químicos simples

En este apartado planteo la relación de energías existente entre las moléculas cuando se da una reacción química, y para simplificar lo reduzco a dos elementos, pero sirve lo mismo si fueran más de dos moléculas las que reaccionasen para dar uno o varios compuestos.

Consideremos dos elementos químicos A y B que cumplen la reacción

Estado (1) En este estudio considero que los elementos, moléculas o átomos, que intervienen en una reacción química se encuentran en condiciones estándar Estado estándar de una sustancia son las condiciones que se encuentra dicha sustancia pura a 1 atmósfera y a 25º C.

Los elementos que se encuentran normalmente en condiciones estándar de 25º C y una atmósfera de presión, las escribiré poniendo el exponente (a ) ejemplo AMonografias.comy BMonografias.comSi el elemento está en estado sólido con un sufijo ( s) y en estado de gas con una ( g) Así AMonografias.comindica que el elemento está en condiciones estándar de 25º C y en estado sólido y BMonografias.comindica que el elemento está en condiciones estándar de 25º y en estado de gas.

Los elementos químicos su energía total depende de su radio, como estamos diciendo; como los radios que nos dan las tablas corresponden a los elementos en condiciones estándar de 25º C y una atmósfera en estado covalente. Dicha energía la denominaré E – (1); por tanto cuando escriba E-- (1) querrá decir la Energía absoluta del / o de los elementos simples o compuestos en condiciones estándar 25º grados y una atmósfera de presión.

Su diagrama será:

Energía (1-2) Condiciones para que los elementos químicos reaccionen entre sí.

Para que dicha unión se de entre los elementos A y B (o más elementos) es necesario que dichos elementos se encuentren en estado de gas, y además que se encuentren en estado atómico, no en estado molecular.

Para pasar los elementos al estado de elementos excitados, tiene que pasar por una serie de estados intermedios, donde hay que suministrarles un incremento de energía

Para el incremento de Energía de disociación, separación o de sublimación emplearé las letras E – ( 1 –2) Es decir la E que tengo que aplicar a los átomos o moléculas para ir del estado (1) al estado (2)

A los átomos, que les he aplicado la E –(1-2) los llamaré átomos excitados y los representaré con el exponente , así A y B excitados será A* y B*.

Una excepción a esta regla es el hidrógeno, en las reacciones químicas que desarrollaremos en este trabajo, veremos que el hidrógeno molecular interviene en casi todos los casos, en los cálculos con su energía covalente es decir la que corresponde al estado HMonografias.comEs decir con la E – (1) La E absoluta del hidrógeno en estado covalente, es decir molecular es igual a QMonografias.com0,32 = 2171170 J/m.

Hay veces que los átomos necesitan tener una excitación superior a la normal, es decir sus átomos deben estar super excitados. Esto se consigue suministrando a los átomos la Energía de ionización E—PI. Dichas energías son normalmente la primera (I Pi) o la segunda (IIPi)

A los átomos, que les he aplicado la E -Pi los llamaré átomos super excitados y los representaré con los exponentes (**) si interviene (I Pi) y (***) si corresponde a (IIPi), así los átomos A y B si están super excitados serán A** (I Pi) y B***(IIPi)

Estado (2) Energía total de los átomos de un solo elemento químico, excitados y super excitados.

Cuando escriba E-- (2), denominaré la Energía absoluta de los elemento simples en condiciones no estándar en estado excitado y super excitado, en estado gaseoso y sin enlaces ni iónico ni covalente.

Cuando escriba E-- (3) expresaré la Energía absoluta del / o de los elementos simples en condiciones no estándar (estado excitado) que reaccionan entre ellos en estado gaseoso, dando origen a nuevos elementos., también en estado excitados

Cuando los átomos están "libres", como en el caso (3) y tienen distinta energía se atraen y al juntarse los de mayor energía la ceden a los que tienen menor, pues no todos tienen el mismo radio exterior. Entonces se atraen (no por que unos tengan carga positiva y otros negativa) sino porque las energías se reparten para que todos los átomos tengan la misma.

Resultado de todo ello es que todos los átomos, aunque sean de distinta clase se igualan, es decir en ese momento todos tienen el mismo radio exterior.

Pero al igualarse puede suceder dos cosas: 1) Que al juntarse formen enlace covalente. 2) Que los átomos queden en forma iónica; produciéndose entonces, una repulsión entre los átomos, sean de la misma especie o de distinta especie.

Este fenómeno es el que pasa en el estado (3); E(3) , es en este estado cuando se forman las dos clases de enlaces : covalentes e iónicas

En el enlace covalente la capa exterior de cada átomo, se une a la de otro (u otros) átomos formando una capa común que se atraen, mientras las capas más interiores se pueden repelen. En el estado iónico los átomos no comparten ninguna capa.

Energía (3-4)

Para pasar los elementos del estado de elementos excitados, Energía absoluta E--(3) a la Energía absoluta E- (4) desprenden energía al ambiente que se encuentra en condiciones estándar: 25º C y una atmósfera de presión

A esta energía la denominaré E-(3-4), es decir la energía entregada al ambiente, al pasar la reacción química del estado (3), al estado (4).

Estado (4).- Energía absoluta de los compuestos en condiciones estándar 25º grados y una atmósfera de presión, resultantes de una reacción química.

Cuando escriba E--(4) llamaré a la Energía absoluta del / o de los elementos simples o compuestos en condiciones estándar 25º grados y una atmósfera de presión, resultante de una reacción química.

4.2 ---Formulación de una reacción química

Consideremos dos elementos químicos A y B Si reaccionan entre sí pondré:

Donde Monografias.comH es el incremento de energía, positiva o negativa, que sufre la reacción, dicho incremento acabo de decir que lo denomino E- (3-4)

En este trabajo emplearé la siguiente expresión:

(AMonografias.comE- (1 -2) + IPi) + ½ (BMonografias.comE-(1 -2) = A** + B* = (AB)* = AB + E- (3-4)

Cuando la molécula es gas, y no sólida o liquida, hay que tener en cuenta que la molécula sea biatómica, triatómica,. Pues al pasar al estado de E --(2) se producirán dos, tres, .átomos de dicho elemento. Así en la anterior ecuaciones he puesto ½ (BMonografias.comE-(1 -2), el coeficiente ½, indica que BMonografias.comes un gas biatómico y tomo un solo átomo que me produce B*. Si hubiese puesto (BMonografias.comE-(1 -2) tendría que poner a continuación 2B*.

4.3-- Observación general para todo este trabajo.

1º .-Problemática sobre el radio de las moléculas y átomos.

En este trabajo, partimos del concepto que la energía total de cualquier átomo nos lo da expresión QMonografias.com/r . Como QMonografias.comes un valor que siempre vale lo mismo, resulta que lo que hay que medir es su radio.

Aquí viene una de las dificultades, como medir exactamente dicho valor ya que como la fórmula QMonografias.comr , es una expresión exponencial, la mínima variación en el valor del radio supone una variación importante de energía del átomo en estudio.

A continuación represento teóricamente a unos átomos en estado iónico, y otros en estado covalente. Los represento para que se vea la dificultad de determinar cual es el radio de cada átomo.

La química actual para el cálculo de las energías en una reacción, parte de la siguiente premisa: Por definición la entalpía de formación de un elemento en su estado estándar es cero.

En cambio, en este trabajo estamos partiendo del principio de que la Energía total de cualquier elemento nos lo da expresión Q/r . Y como el radio de cualquier elemento en estado estándar no es el mismo, su E en este estado no será la misma para cada elemento químico.

Además el autor de este trabajo, parte del postulado que todas las órbitas de los electrones, son esféricas, aunque algún momento pueda distorsionarse algo .Estas órbitas de energía forman capas. Cada capa está formada como máximo por ocho, subcapas. Cada subcapa tiene un eje de giro. Los números cuánticos determinan la dirección y sentido de cada órbita. Aunque en el Estado (3- todos las capas al repartir sus energías tienen el mismo radio, no quiere decir que tengan los ejes de dichas capas, la misma dirección, sentido y mismo sentido de rotación. Esta distinta orientación de los ejes, es la causa que las moléculas en general, no tengan una configuración espacial plana.

Nota: El estudio de los ejes de las órbitas, lo desarrollaré en otro trabajo posterior.

La química actual, parte de incrementos de energía, porque no sabe encontrar las energías totales, por eso parte que la entalpía de formación de un elemento en su estado estándar es cero. Por lo tanto los valores obtenidos, por un procedimiento y el otro no pueden ser iguales.

Consecuencia: De todo lo anterior es que los valores de las energías, que encontremos o apliquemos en este trabajo, como hemos dicho en la introducción de la termodinámica, no se pretende la exactitud de los datos numéricos, sino encontrar nuevos planteamientos para resolver los problemas que plantea.

Nuevo planteamiento del ciclo Born-Haber

El ciclo de BORN-HABER se refiere a que los elementos químicos que reaccionan son reacciones iónicas. En este trabajo extiendo dicho ciclo a todas reacciones covalentes o iónicas. Dicho ciclo está modificado, ya que el autor de estas líneas trabaja, normalmente, como estamos diciendo, con energías absolutas, no con incrementos de Energía como hace el ciclo de BORN-HABER

Diagrama del intercambio de energías en un ciclo que intervengan dos elementos químicos simples

(AMonografias.comE- (1 -2) + IPi) + ½ (BMonografias.comE-(1 -2) = A** + B* = (AB)* = AB + E- (3-4)

La Energía máxima, es la energía mayor que interviene en la reacción química y es

igual a E- (2) o también a E- (3); ya que ambas energías son iguales

Hay que tener en cuenta que como estamos hablando de un ciclo, las energías pueden considerarse que van desde E- 1) a E- 4); como de E-4) a E-1)

El incremento deMonografias.comE que hay que suministrar al elemento AMonografias.compara ir al estado (2) será igual a: E = (E (1-2) + E-Pi).

El incremento de Monografias.comE que hay que suministrar al elemento ½ BMonografias.compara ir al estado (2) será igual a: Monografias.comE = ½ (E (1-2)).

Luego los incrementos totales E que hay que suministrar para pasar al estado (2) serán A**(E (1-2) + E-Pi).+B*: ½ (E (1-2).

Ahora bien si estos incrementos de Monografias.comE para pasar al estado (2) son mayores que la Monografias.comE para pasar del estado (3) al estado (4), diremos que la reacción es endoenergética y si por el contrario la E para pasar del estado (3) al estado (4), es mayor que los incrementos de Monografias.comE para ir al estado (2) la reacción química será exoenergética

Estamos hablando de ciclos, luego se puede ir en sentido inverso, es decir desde el estado (4) al estado (1), en este caso si la reacción era endoenergética si se producía desde el estado (1) al estado (4), ahora bien, si se produce de (4) a (1) dicha reacción será exoenergética.

Y lo mismo, si la reacción es exoenergética si se produce desde el estado (1) al estado (4), si se invierte y va desde (4) a (1) dicha reacción será endoenergética.

Pero este ciclo es un ciclo abierto: no se puede ir directamente del estado E-4 al estado E-1; ni del E-1 al E-4. Sino que tiene que seguir si se va del E-1 al E-4 , tiene que ir del E-1 al E-2 al E-3 – y al E-4

I para ir del E-4 al E-1, hay que ir del E-4 al E-3, al E-.2 y al E-1

El porqué a un enlace lo llamamos covalente o enlace iónico

Respecto a la energía existente en el medio que se desarrolla la reacción química hemos dicho que puede será:

a ) inferior a la estándar b) igual a la estándar correspondiente al estado (1) c) superior a la estándar y d) superior a la estándar pero todos sus átomos están separados y excitados Sabemos además que la energía de un átomo viene dado por su radio exterior estable. Supongamos dos átomos distintos el (a) cuyo radio es rMonografias.comy el (b) cuyo radio es rMonografias.comAmbos radios sus valores son a temperatura estándar Supongamos que dichos átomos son excitados, y una vez excitados el de mayor energía cede al de menor equilibrándose por lo que sus nuevos radios exteriores son iguales, ya que sus energías son iguales. A continuación el nuevo elemento químico obtenido de la nueva unión, lo enfriamos a temperatura estándar por la que al perder energía sus radios aumentaran, aunque seguirán siendo iguales (R) Puede suceder dos cosas: 1) Que la nueva distancia entre centros de (a) y (b) igual a 2R sea menor que la suma de ( rMonografias.comrentonces el enlace será covalente . No obstante a veces cuando interviene el hidrógeno, y a veces el oxígeno y el fluor, con otro elemento del cuarto periodo o superior de la tabla periódica, si dicha diferencia no es mucho menor el enlace tiene carácter iónico.

2) Que la distancia 2R sea mayor que la suma de ( rMonografias.comrMonografias.comentonces el enlace será iónico.

Lo anterior es válido silo intervienen dos elementos A y B. Pero si son más de dos elementos los que intervienen en una reacción química por ejemplo A, B y C puede suceder que A forme un enlace covalente con B y iónico con C. B forme un enlace covalente con A y C. Luego C formará un enlace iónico con A y covalente con C.

Concepto verdadero de ácido y base

Partíamos en los apartados anteriores, que todos los componentes en el estado (3) y (4) tienen la misma energía, pues las energías de todos los átomos existentes en el estado (3) se igualan.

En este supuesto de considerar, dos átomos A y B, solo pueden existir dos posibilidades, que A y B sean covalentes o sean iónicos.

Cuando entran más de dos átomos ( A y B) cabe que dentro de la misma molécula existan enlaces iónicos y covalentes, como acabamos decir.

Cuando una molécula de dos átomos o más se disuelven en el agua, las que disocian son los átomos que tienen enlaces iónicos, nunca los enlaces covalentes a no ser enlaces que estén en el límite de iónico y covalente (en este caso habrá que estudiarlos aparte para comprobar si domina más el iónico o el covalente )

Teniendo lo anterior mente dicho, si tenemos el ácido clorhídrico ClH, se disociarán: ClH = ( Cl ) + (H) pero ambos iones tienen la misma energía, al tener el mismo radio; y como la energía es grande de cada átomo del ( Cl ) + (H) la llamaremos ácidos fuertes.

Si tengo I H al disolverse se descompondrá en: IH = (I) +(H) ambos de la misma energía . Ahora bien el ión (H) del ClH , tiene mayor energía del ión del (H) del IH., ya que el radio del ión (H) del ClH tiene menor radio que el (H) del IH

El Na(OH) se disocia en Na (OH) = (Na ) + (OH) y el K(OH) en K(OH) = (K) +(OH), pero los iones (OH) del Na(OH) no tienen el mismo valor que los (OH) del K(OH) , ya que sus radios en cada caso no son iguales, luego su carácter básico no será la misma.

Por ejemplo:

El agua no se disocia según la teoría de Brónsted /Lowry :

HO + HMonografias.comO = HOMonografias.com(aq) + (OH) Monografias.com(aq)

Ácido+ baseMonografias.com= ácido Monografias.com+ base

Ya que esta teoría supone distinta polaridad y energía., pero esto no es verdad porque si tuviesen distinta polaridad y energía en el momento de disociarse reaccionarían entre si, lo que no sucede.

Aplicación de las fórmulas anteriores en la obtención del valor de los electrovoltios de algunos elementos simples de la tabla periódica

Hemos dicho en (1,3) lo dividimos por la constante de Faraday 96496 Coulombs

obtenemos los electrovoltios de ese átomo o molécula

Se va aplicar el ciclo energético explicado en los párrafos anteriores, pero solo obteniendo las energías E-(1) y E (2)

8.1.--HIDRÓGENO

Datos de partida:

Radio covalente del HMonografias.comigual a 0;32 A , E de D del H436000 J/mol

Reacción: (H

(1)La E absoluta del hidrógeno en estado covalente será igual a QMonografias.com0,32 = 2171170 J/m: a esta E de en (1) tendremos que le corresponde unos electrovoltios = 2171170 / F = 22,5 e/v

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Reacción: (HMonografias.comE-D) = H*

Por otra parte, la E energía absoluta del hidrógeno atómico en (2) 2H será QMonografias.com0,32 (2171170 J/m) + 436000 J/m = 2607170,313 J/mol = 2 H .

Diagrama de energías del Hidrógeno

Calculo de los e/v :

Además si la E de 2H es 2607170,313J/m tendremos que le corresponde unos electrovoltios 2QF =2607170,313/ F = 27 e/v

Si a 2H* le corresponde 27 e/v, y a Hes de 22,5 e/v ; la diferencia entre 27 e/v menos 22,5 da 4,5 e/v , esto sería dos átomos de H, para uno solo será 4,25 / 2 = 2,25 e/v que es el valor que encontramos en las tablas hallado experimentalmente.

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- Según las ecuaciones redox oxidación y reducción

La ciencia considera como punto de referencia la pila patrón de hidrógeno, como hemos dicho en el apartado: 3.- Concepto de oxidación y de reducción, que:

Se llama potencial estándar EºMonografias.comla diferencia de potencial existente en una concentración 1 molar, a 25º centígrados y las presiones parciales de los gases es de una atmósfera..

Si medimos con un voltímetro la tensión de una pila EMonografias.comE Monografias.comE

Medimos una diferencia de potencial, pero no el valor de E ni tampoco la tensión que tiene E Monografias.com

Por convenio sea ha tomado como potencial estándar, como medida de uno de los electrodos, el que corresponde al hidrógeno:

Monografias.com

A este valor por convenio se le ha dado el valor cero. EºMonografias.com= 0 V

Comparando con este valor experimentalmente, se determinan los potenciales del resto de semi reacciones.

Pero acabo de poner que según las fórmulas teóricas obtenemos:

Luego el potencial que resulta como patrón es el ½ HMonografias.com11,25e/v , y no el H Monografias.com( o H*) con un potencial de 2H*=

Este potencial corresponde, como acabamos de ver a la energía del hidrógeno ½ HMonografias.com= La E absoluta del hidrógeno en estado covalente será igual a QMonografias.com0,32 = 2171170 J/m: a esta E de en (1) tendremos que le corresponde unos electrovoltios QMonografias.comF = 2171170 / F = 22,5 e/v .

Esto va unido a lo que dije en el apartado 4.1 , (que copio a continuación) Una excepción a la regla que los elementos químicos al reaccionar con otros tienen que estar en estado atómico y no covalente o molecular ,es el hidrógeno, en las reacciones químicas que desarrollaremos en este trabajo, veremos que el hidrógeno molecular intervienen en muchos casos, con su energía covalente es decir la que corresponde al estado HMonografias.comLa E absoluta del hidrógeno en estado covalente, es decir molecular es igual a QMonografias.com0,32 = 2171170 J/m.

Nota: Para que los cálculos numéricos se acordes con los resultados experimentales el hidrógeno que reacciona no es atómico H* sino el molecular HMonografias.comParece ser que parte de la energía de excitación del ( o de los) átomo/s , que reaccionan con el H se emplea para separar su molécula covalente.

Nota: Vuelvo a repetir que E de en (1) = 2171170 J/m: es Energía total de la molécula HMonografias.comasí como E en (2) será la energía total de 2H =2607170,313 J/mol. De la misma manera sucede en las aplicaciones siguientes: que E de en (1)

y E de en (2) siempre serán energías totales. Así mismo la fórmula QMonografias.comF nos da electrovoltios totales.

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Radio del radio del H*

Aparte del valor de los 27 e/v; cuando2 H* tiene la (E—2) le corresponde una Energía de

260711170 Jm = 2QMonografias.comr; donde deducimos el valor del radio "r" = 0,532984Ä.

Bohr deduce al aplicar su teoría un valor para el radio del H* de 0,529 Ä

Energía de ionización del H*

Mirando las tablas de E de ionización (E- Pi ) vemos que toma un valor igual a:

1309592 J/mol = QMonografias.comr; donde deducimos el valor del radio "r" = 0,53053 Ä

Por otra parte , sabemos que 2H* su (E—2) le corresponde una Energía de

260711170 Jm ; esto dos 2H* , luego un solo átomo deH*será la mitad es decir 1303585 J/mol.

Conclusión la E del H* (1303585 J/mol) se le puede comparar con su E- Pi

(1309592 J/mol)

No obstante lo dicho anteriormente, en el estudio de las reacciones químicas, que vamos a estudiar en ninguna tendré que aplicar la E- H**

8.2.- ESTUDIO DE ALGUNOS ELEMENTOS ALCALINOS

8.2.-1 Litio

Datos de partida:

Radio del Li (s) igual a 1;23 Ä , E de ( 1-2) del Li 136413 J/m

Ecuaciones:

1) Según las ecuaciones redox oxidación y reducción

2) (LiMonografias.comE- (1-2 ) = Li*

La E absoluta (2) de L* aplicando QMonografias.com1,23 = 564857 J/m + la E de (1-2) 136413J/m = 701270J de Li *

Calculo de los e/v :

701270J divididos por F = 8,2e/v ; pero los e/v de referencia ½ H es de 22,5 e/v divido entre dos = 11,25 e/v luego 11,25 /8,2= -- 3,05 e/v que nos dan las tablas.

Fijarse que una cosa es la obtención del E- (2) del Li*

Y otra la energía E—(1) del ½ HMonografias.com

½ HMonografias.com11,25 e/v –Li 8,2 e/v =-- 3,05 e/v

8.2.-2 Sodio

Datos de partida:

Radio del Na (s) igual a 1,54 Ä , E de (1-2) del == 373000J/mol.

Ecuaciones:

1) Según las ecuaciones redox oxidación y reducción

2) (NaMonografias.comE- (1-2) +) = Na*

La E absoluta (2) de Na** aplicando QMonografias.com1,54 = 451152 J/m + la E de (1-2) 373000J/m = 824152 J = Na*

Nota: En la obtención de la (2) del Na* pongo la E de (1-2) 373000J, esto es debido a que en las tablas que nos dan los e/v pero no ponen el medio en que se encuentra el elemento de estudio. Según sea este medio habrá que poner los valores de E de (1-2)

Calculo de los e/v :

824152J divididos por F =8,54 e/v ; pero los e/v de referencia son del ½ HMonografias.comes 11,25 e/v luego 11.25 – 8,54 = -- 2,71 e/v que nos dan las tablas.

Fijarse que una cosa es la obtención del E- (2) del 2Na*

Y otra la energía E (1) del ½ HMonografias.com

½ HMonografias.com11,25 e/v 2Na 8,54 e/v = --2,71 e/v

8.2-3 Potasio

Datos de partida:

Radio del K (s) igual a 2,03 Ä, E de (1-2) =42200 J/m; Pi = 418400 J

Ecuaciones:

1) Según las ecuaciones redox oxidación y reducción

2) (KMonografias.comE- (1-2) +Pi ) = K**

La E absoluta (2) aplicando de K** = QMonografias.com2,03 = 342254 J/m + la E de (1-2)42200 J/m +Pi 418400 = 802854

Nota: En la obtención de la (2) del K** pongo la E Pi, esto es debido para luego obtener los e/v del K. En las tablas que nos dan los e/v no ponen el medio en que se encuentra el elemento de estudio. Según sea este medio habrá que aplicar la E /Pi, o no habrá que tener en cuenta dicha energía.

Calculo de los e/v :

802854 J divididos por F = 8,32e/v ; pero los e/v de referencia son del1/2 HMonografias.comes de 11,25 e/v luego 11,25 – 8,32e/v = --2,93 e/v. que es lo que nos dan las tablas.

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Fijarse que una cosa es la obtención del E- (2) del K*

Y otra la energía E—(1) del HMonografias.com

½ HMonografias.com11,25 e/v –K 8,32e /v = ----2,93 e/v

8.3--.Estudio de algunos elementos ALCALINOS TÉRREOS

8-3.1 Magnesio

Datos de partida:

Radio del Mg (s) igual a 1;36 Ä , E de (1-2) 346020 J/mol.

Ecuaciones:

1) Según las ecuaciones redox oxidación y reducción

Monografias.comMgMonografias.com2 eMonografias.com= Mg --2,37 e/v

2) (MgE- (1-2) = Mg*

La E del estado (2) (1) Mg* aplicando QMonografias.com1,36= 510864 J/m + la E de(1-2) 346020J/m = 856884 Jm .

Calculo de los e/v :

856884divididos por F = 8,88 e/v ; pero los e/v de referencia son del ½ HMonografias.comes de 11,25 e/v luego 11,25 – 8,88= -- 2,37 e/v. ( que nos dan las tablas)

Fijarse que una cosa es la obtención del E- (2) del 2Mg*

Y otra la energía E—(1) del HMonografias.com

½ HMonografias.com11,25 e/v –Mg 8,88 e/v =-- 2,37 e/v 8.-2

8-3.-2 Calcio

Datos de partida:

Radio del Ca(s) igual a 1,74 Ä , E de(1-2) =608980 J .

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Reacciones

a) Según las ecuaciones redox oxidación y reducción

b) (CaMonografias.comE- (1-2) = Ca*

La E absoluta del del estado (2) de Ca* aplicando ( QMonografias.com1,74= 199648 J/m +la E de (1-2) 608980 = 808636 J.

Calculo de los e/v :

808636 J divididos por F = 8,38 e/v ; pero los e/v de referencia son del ½ HMonografias.comes de 11,25e/v luego 11,25 – 8,38 = 2,87e/v. nos sale un valor que nos dan las tablas.

Fijarse que una cosa es la obtención del E- (2) del Ca*

Y otra la energía E—(1) del ½ H Monografias.com

½ HMonografias.com11,25 e/v –Ca 8,88 e/v =-- 2,87 e/v

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8-3.-3Bario

Datos de partida:

Radio covalente del Ba igual a 1,98 Ä , E de(1-2) =1260600J

Ecuaciones:

1) Según las ecuaciones redox oxidación y reducción

2) (BaMonografias.comE- (1-2 ) = Ba*

La E absoluta del estado (2) de Ba* aplicando ( QMonografias.com175448 Jm +la E de (1-2) 630300= 805748 J

....

Calculo de los e/v :

805748 J divididos por F = 8,35 e/v ; pero los e/v de referencia son del ½ HMonografias.comes de 11,25e/v luego 11,25 – 8,35 = 2,90 e/v. nos sale un valor que nos dan las tablas.

Fijarse que una cosa es la obtención del E- (2) del Ba*

Y otra la energía E;(1) del ½HMonografias.com

½ HMonografias.com11,25 e/v – Ba 8,35 e/v =-- 2,90 e/v

Oxígeno

Datos de partida:

Radio del OMonografias.com0,73 Ä; E de (1-2)del OMonografias.com497000 J/mol

Ecuaciones: (OMonografias.comE-(1-2) = 2O*

Por otra parte, la E energía absoluta del oxígeno atómico en (2) 2O* será QMonografias.com.0,73 + 497000 J/mol = 1448746 J/mol = 2 O; Un solo átomo de O* =724373J/m

J/mol que le corresponde un radio de QMonografias.com(724373 J/mol)= 0.959 Ä

Estudio de O**

Ecuaciones:

(OMonografias.comE-(1-2) + Pi ) = 2O**

PI del O = 1313776 J/mol. La E de O** será: la de O* 724373J/ J/m + Pi 1313776 = 2038149 J/m. que le corresponde un radio de Q(2038149 J/mol)= 0.34 Ä

La ley de las masas es también una relación de energías

Cuando se trata la ley de las masas, se la explica como una relación de moles, presiones, ... pero se olvida que también es una relación de energías.

Supongamos que en un recinto hermético tenemos en condiciones estándar dos moles de hidrógeno HMonografias.comSi en el recipiente introducimos 654000 J, queremos saber, 1º el equilibrio de los moles en el recipiente y la constante " K " según "la ley de las masas". 2º Una vez alcanzado el equilibrio queremos saber que energía tenemos que añadir al recipiente para que todos los HMonografias.comse hayan disociado en H atómico.

Ecuación de partida: HMonografias.comg)+ 436000 J/mol = 2H (g)

La ecuación anterior nos dice que si un mol de HMonografias.comg) necesita 436000 J/mol , con los 654000 J que hemos introducido se habrán descompuesto 1,5 moles de HMonografias.comg) que nos darán 3 moles de "H". Luego después de introducir los 654000 J en el recipiente tendremos 0,5 moles de HMonografias.comy tres de "H".

1º.- Luego K = (3)/ 0.5 = 18

2º.- La energía que habrá que añadir para la descomposición de los 0,5 moles que nos quedan serán 436000 j /2 = 218000 J

Estudio del AGUA

Datos de partida:

  • a) Hidrógeno: radio covalente del HMonografias.com=0,32Ä, E de (1-2) del HMonografias.com= 436000 J/m

  • b) Oxígeno radio covalente del OMonografias.com= 0,73 Ä , E de (1-2) del O=497000J/m, Pi = PI del O: 1313776 Julios/ m

  • c) HMonografias.comO Distancia entre centros 0,91 Ä la mitad de esta distancia 0,45 Ä,)

d)E- (3-4)(-285,8 Kjulios/mol (líquido)) o (-241,6KJ/mol (gas))

Ecuaciones : a) HMonografias.com+ ½ O= HMonografias.comO

b) ½ (OMonografias.comE-(1-2+ Pi )+ (HMonografias.comE-(1-2) = 2H* +O** = (HMonografias.comO)* = HMonografias.comO + E- 285,8 Kjulios (3-4)

La E absoluta del estado (2) del 2 H aplicando sabemos que es 2H*= (QMonografias.com0,32 Ä= 2171170 J +436000 = 2607170 J

La E absoluta del estado (2) . Para O**: ½ QMonografias.com0,73 + 497000 +2Pi 2038648 J/mol (2)) = 2038149 J

La E absoluta del estado (3) (HO )*= 2607170 +2038149 = 4645319J/mol .

La E del estado (4) es la que tiene en el estado (3) menos la E que desprende desde el estado (3) al (4) : si pasa a líquido 285800J/mol; 4645319 –285800 = 4359519 J/m

Radio del agua es : 1453173 J =.QMonografias.com/ r donde "r" =0,478 Ä ; experimentalmente radio =0,479 Ä

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Estudio energético del agua

La E absoluta del estado (1) del H=2171170J/m

La E absoluta del estado (1) del ½ OMonografias.com475873 J

La suma de de en el estado (1) HMonografias.com2171170 J + ½ O475873 J = 2647043J

La química actual parte que por definición la entalpía (E) de formación de la forma más estable de un elemento es cero por tanto aplicando esto al estado (1) entre el hidrógeno y el oxígeno sería cero, en cambio aplicando la teoría de energías totales es de 2647043J J, como acabamos de comprobar.

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Energía de cada átomo

Las E de los átomos de HMonografias.comO acabamos de ver en el estado (4) son de1513632 J

Luego la E absoluta del estado (1) del ½ HMonografias.com=1085585 J/m pasa a de1453173 J ; en el estado (4)

Luego la E absoluta del estado (1) del ½ OMonografias.com475873 J pasa a de1453173 J; en el estado (4)

Estudio del Nox

La E absoluta del estado el Hidrógeno en el estado (2) se ha excitado al estado 2 H*

(HMonografias.comE-(1-2) = 2607170 J; luego H* será la mitad = 1303585 J

La E absoluta del estado el oxígeno en el estado (2) se ha excitado al estado O**

½ (OMonografias.comE-(1-2+ Pi )= 2038149 J

Diferencia de E en el estado (2) 2H*2607170J – O**2038149= 569021 J

Nos fijamos la diferencia entre el hidrógeno y el oxígeno se ha reducido mucho entre las E del estado (1) y el estado (2)

Un solo H* = 1303585 J; Un solo O**2038149 J ; luego O** es el doble ( aproximadamente) que el H*.

Recordemos lo dicho en párrafo sobre el concepto de número de oxidación (Nox) El Nox del oxígeno es siempre -2, salvo en los peróxidos, donde es -1 y en el OFMonografias.comdonde es +2.

El Nox de Hidrógeno es +1, salvo en los hidruros metálicos es -1.

Vemos como el Nox del oxígeno es el doble que del hidrógeno como el O** es el doble que el H*. Pero hay que fijarse que las E tanto de O** como H* son totales, no incrementos de E a partir de las condiciones ambientales de 25º C y una atmósfera de depresión

11.-3.;Estudio de los enlaces del agua

En datos de partida hemos dicho que:HMonografias.comO Distancia entre centros D –( O-H) = (r" =0,478 x2)=0,956 Ä

El radio de HMonografias.comes 0,32 Ä y el del OMonografias.comes 0,73 Ä ; luego 0, 32 + 0,73 = 1,05 Ä, luego como 1,05Ä es mayor que 0.956 Ä , luego será covalente como sabemos que es experimentalmente.

Pero 1,05 –0,956 = 0,094 Ä luego como la diferencia es pequeña el enlace covalente no será muy fuerte. Es decir está entre la frontera del enlace covalente – iónico. Esta propiedad hace que sea un buen disolvente de las moléculas con enlaces iónicos.

La estructura del HMonografias.comO es :

Angulo H-O- H =104,52 º

Seno de 104,52 = ( H –H )/2 . (O-H)

Luego la distancia ( H-H ) es igual a 1,44 Ä

La distancia (1,44 Ä) es mayor que 0,32:A ( H+ 0,72Ä (OMonografias.comluego ( H-H) es un enlace iónico. La distancia 1,44Ä entre (H—H) crea un dipolo que actúa sobre las otras moléculas iónicas que se disuelven en el agua.

La energía de este dipolo y sobre todo que el enlace entre el hidrógeno y el oxigeno esté entre el límite covalente – iónico, es la causa que el agua sea tan buen disolvente de sustancias iónicas.

Además la energía de los átomos de agua, tienen mucha energía que en contacto con otros átomos y moléculas, tienen a cederle por lo que favorece que sea tan buen disolvente aunque las moléculas no sean iónicas.

Clase de reacción

El incremento de la energía Monografias.comE de H = 436000 J ; Monografias.comE de ½ O = ½ ( 497000+IPi 2038648 J) = 1267824 J

Total Monografias.comE del hidrógeno y el oxígeno para ir al estado (2) 436000 J +1267824 J = 1703824 J.

E de ir de (3-4) = 285800 J ; Como TotalMonografias.comE ( 1-2) es mayor queMonografias.comE de ir de (3-4) la reacción será endoenergética

12.- El agua líquida pura, es el mejor , más barato y menos contaminante combustible que existe.

Dijimos en unos de los párrafos anteriores, que estamos tratando de energías totales, y que además, hay que tener en cuenta que como estamos hablando de un ciclo, las energías pueden considerarse que van desde E- 1) a E- 4); o que se desplazan desde E-4) a E-1)

Si nos fijamos, en el ciclo energético del agua si vamos desde E-4) a E-1)

Tendremos que por cada mol de HO ( 16 gramos) si le aplicamos una Energía a presión en un cilindro de 285,8 K julios /mol la E-3-4) estaremos en el estado energético E-3 ) (HMonografias.comO)* si de este estado pasamos al E-1) es decir a HMonografias.comy ½ OMonografias.comse desprende 436000 por el HMonografias.com; y ½ ( 497000 +2Pi 2038648 J/mol ) =1267824 J por ½ Oluego en total 436000 +1267824 =1703824 J.

Conclusión 1703824 J -- 285800 J = 1418024 J tendremos que por cada mol de HMonografias.comO ( 16 gramos).

Además los HMonografias.comy ½ Oque irían a la atmósfera no serían gases contaminantes sino que la purificarían.

Nota: Hace unos años en Valencia (España) unas personas jóvenes consiguieron comprimiendo solo unas gotas de agua en un cilindro que el embolo se moviese. Asombrados por el descubrimiento unos siguieron adelante con el experimento y otros temerosos no quisieron saber nada del asunto. Los que decidieron seguir adelante murieron al poco tiempo por causas poco claras. Los únicos que viven son los que abandonaron el proyecto.

El hielo

Energía para pasar un mol de HMonografias.comO a 100º a un mol de hielo

Hemos visto, en el articulado anterior que la E del HMonografias.comO en el estado (4) líquida era La E del estado (4) = 4360018 J/m ; Esta energía la el agua a 100º grados centígrados.

Para pasar un mol de HMonografias.comO a 100º a un mol de hielo, la energía que habrá que disipar dicho mol de agua será:

  • a) E de HO desde 100º a 0º . Sabemos que E = m. c, Monografias.comt ; donde m es la masa del mol de HMonografias.comO que es 18 gramos, c su calor específico 4184 J/ m y Monografias.comt el inérvalo de grados que en este caso es 100,


Partes: 1, 2, 3, 4, 5, 6


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