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Entalpía




Enviado por quimicapura123



    1. La
      entalpía
    2. Calor específico y
      capacidad calorífica
    3. Calorimetría a volumen
      constante
    4. Calorimetría a
      presión constante
    5. Calor latente de
      fusión
    6. Calor de
      sublimación
    7. Calor de
      vaporización
    8. Curva de
      calentamiento
    9. Curva de
      enfriamiento
    10. Fuerzas
      intermoleculares
    11. Interacciones
      Ion-Dipolo
    12. Enlace Dipolo –
      Dipolo
    13. Fuerzas de dispersión de
      London
    14. Puentes de
      hidrógeno
    15. Bibliografía

    Como sabemos una de las unidades de la medida del
    calor es la
    caloría, que se define como el calor que es necesario
    aplicar a un gramo de agua, para que
    su temperatura
    aumente de 14,5°C a 15,5°C ó sea
    1°C.

    La caloría esta relacionada con otras unidades de
    energía así:

    1 caloría = 0,001 Kcal = 3,96 x
    10-3 BTU = 4,186 Joul = 4,186 x 107
    ergios

     LA
    ENTALPÍA

    La Entalpía es la cantidad de energía
    de un sistema
    termodinámico que éste puede intercambiar con su
    entorno. Por ejemplo, en una reacción química a presión
    constante, el cambio de
    entalpía del sistema es el calor absorbido o desprendido
    en la reacción. En un cambio de fase, por ejemplo de
    líquido a gas, el cambio de
    entalpía del sistema es el calor latente, en este caso el
    de vaporización. En un simple cambio de temperatura, el
    cambio de entalpía por cada grado de variación
    corresponde a la capacidad calorífica del sistema a
    presión constante. El término de entalpía
    fue acuñado por el físico alemán Rudolf J.E.
    Clausius en 1850. Matemáticamente, la entalpía H es
    igual a U + pV, donde U es la energía interna, p es la
    presión y V es el volumen. H se
    mide en julios.

    H = U + pV

    Cuando un sistema pasa desde unas condiciones iniciales
    hasta otras finales, se mide el cambio de entalpía (
    Δ H).

    ΔH = Hf –
    Hi

    La entalpía recibe diferentes denominaciones
    según el proceso,
    así:

    Entalpía de reacción, entalpía de
    formación, entalpía de combustión, entalpía de
    disolución, entalpía de enlace, etc; siendo las
    más importantes:

    ENTALPIA DE REACCIÓN:

    Es el calor absorbido o desprendido durante una
    reacción química, a presión
    constante.

    ENTALPÍA DE FORMACIÓN:

    Es el calor necesario para formar una mol de una
    sustancia, a presión constante y a partir de los elementos
    que la constituyen.

    Ejemplo:

    H2 (g) + ½ O2 (g) = >
    H2O + 68.3Kcal

    Cuando se forma una mol de agua (18 g) a partir de
    hidrógeno y oxígeno
    se producen 68.3 Kcal, lo que se denomina entalpía de
    formación del agua.

    ENTALPÍA DE COMBUSTIÓN:

    Es el calor liberado, a presión constante, cuando
    se quema una mol de sustancia.

    Ejemplo:

    CH4 (g) + 2O2 (g) =>
    2CO2 (g) + 2H2O (l) ΔH =
    -212.8 Kcal

    Lo que significa que cuando se queman 16 g de metano se
    desprenden 212.8 Kcal.

    Estas entalpías se determinan normalmente a
    25°C y 1 atm. Para determinar la
    entalpía estándar de formación de las
    sustancias, se deben tener en cuenta las siguientes
    consideraciones:

    1. La entalpía estándar de
    formación de los elementos puros, libres y tal como se
    encuentran en su estado natural
    es cero.

    Por ejemplo:

    H2 (g), O2 (g), N2 (g),
    Cl2 (g), Na (s), etc, tienen

    ΔHf25°
    = 0, donde Δ
    Hf25° es la
    entalpía estandar de formación.

    2. El carbono se
    presenta a 25°C 1 atm de presión y en el estado
    sólido, de varias formas: diamante, grafito,
    antracita, hulla, coke, etc, pero su estado estandar se define
    para el grafito, o sea
    ΔHf25°
    del grafito es igual a cero.

    3. El azufre se presenta en dos estados
    alotrópicos, el rombico y el monocíclico; su
    entalpía estandar se define para el rombico o
    sea
    ΔHf25°
    del rombico es igual a cero.

    ENTALPÍA ESTÁNDAR de una
    ecuación general:

    Se calcula restando las entalpías
    estándares de formación de los reactivos de las
    entalpías estándares de formación de los
    productos,
    como se ilustra en la siguiente ecuación:

    CALORIMETRÍA

    Según las teorías
    que iniciaron el estudio de la calorimetría, el calor era
    una especie de fluido muy sutil que se producía en las
    combustiones y pasaba de unos cuerpos a otros, pudiendo
    almacenarse en ellos en mayor o menor cantidad. Posteriormente,
    se observó que, cuando se ejercía un trabajo
    mecánico sobre un cuerpo (al frotarlo o golpearlo, por
    ejemplo), aparecía calor; hecho que contradecía el
    principio de conservación de la energía, ya que
    desaparecía una energía en forma de trabajo
    mecánico, además de que se observaba la
    aparición de calor sin que hubiese habido
    combustión alguna. Benjamin Thompson puso en evidencia
    este hecho cuando dirigía unos trabajos de barrenado de
    cañones observando que el agua de
    refrigeración de los taladros se calentaba
    durante el proceso. Para explicarlo, postuló la teoría
    de que el calor era una forma de energía. Thompson no
    consiguió demostrar que hubiese conservación de energía en el
    proceso de transformación de trabajo en calor, debido a la
    imprecisión en los aparatos de medidas que usó.
    Posteriormente, Prescott Joule logró demostrarlo
    experimentalmente, llegando a determinar la cantidad de calor que
    se obtiene por cada unidad de trabajo que se consume, que es de
    0,239 calorías por cada julio de trabajo que se transforma
    íntegramente en calor.

    La Calorimetría es la rama de la
    termodinámica que mide la cantidad de
    energía generada en procesos de
    intercambio de calor. El calorímetro es el instrumento que
    mide dicha energía. El tipo de calorímetro de uso
    más extendido consiste en un envase cerrado y
    perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un
    termómetro. Se coloca una fuente de calor
    en el calorímetro, se agita el agua hasta lograr el
    equilibrio, y
    el aumento de temperatura se comprueba con el termómetro.
    Si se conoce la capacidad calorífica del
    calorímetro (que también puede medirse utilizando
    una fuente corriente de calor), la cantidad de energía
    liberada puede calcularse fácilmente. Cuando la fuente de
    calor es un objeto caliente de temperatura conocida, el calor
    específico y el calor latente pueden ir midiéndose
    según se va enfriando el objeto.

    CALOR ESPECÍFICO Y CAPACIDAD
    CALORÍFICA

    El calor específico (s) de una sustancia es la
    cantidad de calor necesario para elevar un grado Celsius la
    temperatura de un gramo de la sustancia. La capacidad
    calorífica (C) de una sustancia es la cantidad de calor
    necesario para elevar un grado Celsius la temperatura de una
    cantidad determinada de sustancia. El calor específico es
    una propiedad
    intensiva, en tanto que la capacidad calorífica es una
    propiedad extensiva. La relación entre la capacidad
    calorífica y el calor específico de una sustancia
    es:

    C = ms

    Donde m es la masa de la sustancia en gramos. Por
    ejemplo el calor específico del agua es 4.184 J/g . °C
    y la capacidad calorífica de 60 gramos de agua
    es:

    (60.0 g)(4.184 J/g . °C) = 251
    J/°C

    SUSTANCIA

    CALOR ESPECÍFICO
    (J/g.°C)

    Aluminio

    0.900

    Oro

    0.129

    C(grafito)

    0.720

    C(diamante)

    0.502

    Cobre

    0.385

    Hierro

    0.444

    Mercurio

    0.139

    Agua

    4.184

    Etanol

    2.46

    Tabla 1. Calor específico de
    algunas sustancias

    Si se conoce el calor específico y la
    cantidad de una sustancia, entonces el cambio en la temperatura
    de una muestra
    (Δt) indicara la cantidad de calor (q) que se ha absorbido
    o liberado en un proceso en particular. La ecuaciσn para
    calcular el cambio de calor esta dad por:

    donde m es la masa de la muestra y Δt es el cambio
    de la temperatura:

    El signo convencional de q es igual que para el cambio
    de entalpía; que es positivo para procesos
    endotérmicos y negativo para procesos
    exotérmicos.

    CALORIMETRÍA A VOLUMEN
    CONSTANTE

    Figura 1 diagrama de
    bomba calorimétrica

    Para medir el calor de combustión se coloca una masa
    conocida de un compuesto en un recipiente de acero, denominado
    bomba calorimétrica a volumen constante, que se llena con
    oxígeno, a más o menos 30 atm de presión. La
    bomba cerrada se sumerge en una cantidad conocida de agua. La
    muestra se enciende eléctricamente y el calor producido
    por la reacción de combustión se puede calcular con
    exactitud al registrar el aumento en la temperatura del agua. El
    calor liberado por la muestra es absorbido por el agua y por el
    calorímetro. El diseño
    especial de la bomba calorimétrica permite suponer que no
    hay pérdida de calor (o de masa) hacia los alrededores
    durante el tiempo en que
    se hacen las mediciones.

    Como consecuencia, se puede decir que la bomba
    calorimétrica y el agua en que se sumerge constituyen un
    sistema aislado. Debido a que no entra ni sale calor del sistema
    durante el proceso, se puede escribir:

    donde qagua, qbomba y
    qreacción son los cambios de calor
    del agua, de la bomba y de la reacción, respectivamente.
    Así:

    La cantidad qagua
    se obtiene por:

    El producto de la
    masa de la bomba por su calor específico es la capacidad
    calorífica de la bomba, que permanece constante para todos
    los experimentos
    efectuados en dicha bomba calorimétrica:

    De aquí

    Como es una bomba calorimétrica las reacciones
    ocurren bajo condiciones de volumen constante y no de
    presión constante, los cambios de calor no corresponden al
    cambio de entalpía ΔH. Es posible
    corregir las mediciones en los cambios de calor de forma que
    correspondan a los valores de
    ΔH, pero debido que la correcciσn es muy
    pequeρa.

    CALORIMETRÍA A PRESIÓN
    CONSTANTE

    Sabemos que DH se define como la cantidad de calor
    transferida a presión constante,

    (DH = qp), entonces un
    calorímetro para medir ello tendrá el siguiente
    esquema:

    Figura 2 diagrama de un
    calorímetro

    El regulador de presión puede ser
    simplemente un agujero que permita que la presión sea la
    misma que la presión atmosférica Para aquellas
    reacciones que se hacen en agua en disoluciones diluidas, el
    calor específico de la disolución será
    aproximadamente igual al del agua, esto es, 4.18 J g-1
    K-1 El calor absorbido por una disolución
    acuosa es igual al calor liberado por la reacción de los
    solutos:

    qdisolución =
    -qrxn

    Si la reacción libera calor, es una
    reacción exotérmica y el DH es negativa. La
    entalpía de los productos es menor que la de los
    reactivos

    DH =
    Hproductos-Hreactivos

    En un calorímetro con una disolución
    acuosa, si la reacción de los solutos es
    exotérmica, la disolución absorberá el calor
    producido por la reacción y se observará un
    incremento en la temperatura.

    De manera que para una reacción
    exotérmica:

    • Los solutos tienen una entalpía final
      menor después de la reacción (DH
      negativa)
    • La disolución tiene una entalpía
      final mayor después de la reacción (DH
      positiva)

    De manera que para determinar el valor de
    DHrxn debemos invertir el signo de DHsoln
    (es decir el valor medido)

    CALOR LATENTE DE
    FUSIÓN

    El calor latente de fusión es
    el calor absorbido en la fusión de 1 g de sustancia a
    temperatura constante.

    Los calores de fusión de las sustancias
    son muy inferiores a sus calores de vaporización. Para el
    hielo es igual a 79,7 calorías por
    gramo.

    La temperatura de fusión varia, aunque
    muy poco, con la presión aplicada a la sustancia; en
    general, en los sólidos más densos que el
    líquido la temperatura de fusión aumenta al elevar
    la presión, mientras que el caso contrario tal como el
    hielo, la temperatura de fusión disminuye al elevar la
    presión.

    CALOR DE SUBLIMACIÓN

    El calor de sublimación es la cantidad
    de calor necesario para sublimar a temperatura constante 1 g de
    sustancia en estado sólido.

    El calor de sublimación de una sustancia
    es igual a la suma del calor de fusión más el calor
    de vaporización, ya que el paso directo de
    sólido-vapor puede realizarse en las dos etapas
    equivalentes sólido-liquido y
    liquido-vapor.

    CALOR DE VAPORIZACIÓN

    Cuando un líquido se encuentra a la
    temperatura de ebullición, para pasarlo a estado de vapor
    hay necesidad de aplicarle una cantidad de calor adicional, para
    romper las fuerzas atractivas intermoleculares, a este calor
    necesario para evaporar cierta cantidad de sustancia se le conoce
    con el nombre de calor de
    vaporización.

    El calor de vaporización se conoce como
    calor latente de vaporización puesto que al aplicarlo, no
    hay cambio en la temperatura del sistema.

    donde m es la cantidad de sustancia a evaporar
    y ΔHv es el calor de
    vaporizaciσn.

    CURVA DE
    CALENTAMIENTO

    Para ver el gráfico
    seleccione la opción "Descargar" del menú
    superior

     Figura 3 Curva de
    calentamiento

    en la figura 3 se presenta la grafica de una curva de
    calentamiento completa desde el estado sólido, hasta el
    estado de vapor.

    Supongamos que se tiene una sustancia en el estado
    sólido en un tiempo to a una temperatura inicial Ti
    (figura 3). Si empezamos a adicionar calor progresivamente, su
    temperatura empieza a aumentar (calor sensible) hasta llegar a la
    temperatura de fusión Tf en el tiempo
    t1.

    La cantidad de calor gastado entre to y t1
    se calcula por la expresión:

    donde:

    Q1 = cantidad de calor en
    calorías.

    m = masa (gramos) de sustancia que se esta
    calentando en el estado sólido.

    Ces = es el calor específico de la
    sustancia en el estado sólido (cal/g
    °C)

    Tf – Ti = Representa el cambio de
    temperatura (ΔT) en ese intervalo.

    Cuando la sustancia se encuentra a la temperatura
    de fusión, hay necesidad de aplicarle calor latente de
    fusión (ΔHfusiσn) para
    convertirla en lνquido (intervalo t1 a
    t2 ), el calor total de este intervalo depende de la
    masa.

    Cuando todo el sólido se haya transformado
    en líquido (t2), al aplicar calor empieza
    nuevamente a incrementarse la temperatura (calor sensible) hasta
    el tiempo (t3), donde el líquido alcanza su
    temperatura de ebullición.

    El calor aplicado entre t2 y
    t3 se calcula por la
    expresión:

    ó

    Cel es el calor específico de la sustancia
    en el estado líquido (cal/g °C)

    Cuando la sustancia se encuentra en la temperatura
    de ebullición, hay necesidad de aplicarle el calor latente
    de vaporización (ΔHv) para convertirla en vapor
    (intervalo t3 a t4).

    El calor total de este intervalo depende de la
    masa:

    Cuando todo el líquido se halla
    transformado en vapor (t4), al aplicarle calor empieza
    de nuevo a incrementarse la temperatura (calor sensible) hasta el
    tiempo final (t5) y la temperatura final (Tf). En el
    lapso de tiempo t4 a t5 se aplico una
    cantidad de calor que se calcula por la
    expresión:

    ó

    donde Cev es el calor específico de la
    sustancia en el estado de vapor (cal/g °C).

    El calor total aplicado durante el proceso de
    calentamiento es la suma de todos los calores o
    sea:

    CURVA DE ENFRIAMIENTO

    Para ver el gráfico
    seleccione la opción "Descargar" del menú
    superior

    En la figura 4 se presenta la gráfica de
    una curva de enfriamiento completa, desde el estado de vapor,
    pasando por el líquido, hasta el
    sólido.

    Supongamos que se tiene una sustancia en el
    estado de vapor en un tiempo to a una temperatura inicial Ti
    (figura 4). Si empezamos a extraer calor progresivamente, su
    temperatura empieza a descender (calor sensible) hasta llegar a
    la temperatura de licuefacción TL en el tiempo
    t1.

    La cantidad de calor extraído entre to y
    t1 se calcula por la
    expresión:

    donde TL : es temperatura de
    licuefacción e igual numéricamente a
    Teb.

    Cuando la sustancia se encuentra a la
    temperatura de licuefacción, hay necesidad de extraerle el
    calor latente de licuefacción (-ΔHL) para
    convertirla en líquido (intervalo t1 a
    t2 ), el calor total de este intervalo depende de la
    masa.

    Cuando todo el vapor se haya transformado en
    líquido (t2), al extraer calor empieza
    nuevamente a descender la temperatura (calor sensible) hasta el
    tiempo (t3), alcanza la temperatura de
    solidificación (Ts).

    El calor aplicado entre t2 y
    t3 se calcula por la
    expresión:

    Cuando la sustancia se encuentra en la
    temperatura de solidificación, hay necesidad de extraerle
    el calor latente de solidificación (-ΔHs)
    para convertirla en sσlido(intervalo
    t3 a
    t4).

    El calor total de este intervalo depende de la
    masa:

    Cuando todo el líquido se ha
    transformado en sólido (t4), al extraerle calor
    empieza de nuevo a descender la temperatura (calor sensible)
    hasta el tiempo final (t5) alcanza la temperatura
    final deseada Tf.

    El calor en este intervalo se calcula por la
    expresión:

    El calor total extraído durante el
    proceso de enfriamiento es la suma de todos los calores o
    sea:

    FUERZAS INTERMOLECULARES

    Las propiedades físicas de una
    sustancia dependen de su estado físico.

    El vapor de agua, el agua líquida y el hielo
    tienen exactamente las mismas propiedades químicas,
    pero sus propiedades físicas son considerablemente
    diferentes.

    El tipo de enlace de una sustancia
    determina:

    • Distancias y ángulos de enlace
    • Energías de enlace
    • Es decir sus propiedades químicas

    Las fuerzas intermoleculares de una sustancia
    determinan sus propiedades físicas

    GASES

    • Son una colección de moléculas muy
      separadas entre sí, pues la energía
      cinética de las moléculas es mayor que las
      fuerzas atractivas entre las moléculas
    • La ausencia de cualquier fuerza
      atractiva significativa entre las moléculas, les permite
      expandirse hasta llenar el recipiente que lo
      contiene
    • Si las fuerzas atractivas empiezan a ser
      significativas, los gases
      exhiben comportamiento diferente que al del gas
      ideal

    Líquidos

    • Las fuerzas de atracción intermolecular son
      suficientemente grandes como para mantener a las
      moléculas cerca unas de otras
    • Los líquidos son más densos y menos
      compresibles que los gases
    • Los líquidos tienen un volumen definido que es
      independiente de la forma y tamaño del recipiente que
      los contiene.
    • Las fuerzas atractivas no son suficientes como para
      mantener a las moléculas vecinas en posición fija
      y las moléculas se mueven. De manera que los
      líquidos pueden vaciarse y asumen la forma del
      recipiente.

    Sólidos

    • Las fuerzas intermoleculares entre moléculas
      vecinas son ahora suficientemente grandes para mantenerlas en
      posiciones fijas unas respecto a las otras
    • Los sólidos (como los líquidos) no son
      compresibles debido a la ausencia de espacio entre las
      moléculas vecinas
    • Si las moléculas en un sólido adoptan
      un empaquetamiento ordenado, se dice que la estructura
      de las moléculas es cristalina
    • Debido a la magnitud de las fuerzas intermoleculares
      entre moléculas vecinas, los sólidos son
      rígidos

    Un examen de las propiedades de los diferentes estados
    de la material, nos convence de que el estado de una sustancia
    depende del balance entre la energía cinética de
    las partículas individuales que componen a cada sustancia
    (moléculas, iones o átomos) y las fuerzas
    intermoleculares.

    La Energía Cinética mantiene a las
    moléculas en movimiento y
    depende de la temperatura (está en función de
    la temperatura) de la sustancia

    Las fuerzas intermoleculares intentan mantener a
    las moléculas juntas.

    • Los gases tienen fuerzas moleculares más
      débiles que los líquidos
    • Los líquidos tienen fuerzas moleculares
      más débiles que los sólidos
    • Tanto los sólidos como los líquidos
      tienen sus partículas muy cercanas unas a otras, por
      ello les llamamos fases condensadas para distinguirlas
      de los gases

    INTERACCIONES ION-DIPOLO

    Se trata de una interacción entre un ion cargado y
    una molécula polar (es decir un dipolo). Los
    cationes se verán atraídos por el lado negativo de
    un dipolo. Los aniones se verán atraídos por el
    lado positivo de un dipolo.

    La magnitud de la energía de esta interacción
    depende de la carga del ion (Q ), el momento dipolo
    de la molécula (m) y la distancia del centro del
    ion al punto medio del dipolo (d )

    Este tipo de interacciones tienen gran importancia al
    estudiar el comportamiento de las disoluciones de sustancias
    iónicas en disolventes polares (por ejemplo sal en
    agua).

    ENLACE DIPOLO – DIPOLO

    Ocurre cuando los átomos de una molécula
    tienen diferencias de c, se polarizan, produciendo un
    dipolo
    . Cuando dos dipolos
    se avecindan, se atraen, dando como resultado un
    enlace.

    Si los átomos muy electronegativos se encuentran
    unidos directamente a un H, también se formará un
    dipolo. Estas interacciones se presentan entre las
    moléculas neutras polares.

    • Las moléculas polares se atraen entre
      sí cuando la carga parcial positiva de una
      molécula está cerca de la carga parcial negativa
      de otra
    • Las moléculas polares deben de estar cerca
      unas de otras para que la fuerza atractiva de la
      interacción sea significativa
    • Las interacciones dipolo-dipolo son mucho
      menores que las interacciones Ion-dipolo
    • Las fuerzas dipolo-dipolo crecen al
      incrementarse la polaridad de una molécula.

     Para ver el
    gráfico seleccione la opción "Descargar" del
    menú superior

    Los puntos de ebullición de las moléculas
    polares de masa parecida crecen al crecer el dipolo:

    Sustancia

    Masa molecular
    (uma)

    Momento dipolo,
    m(D)

    Punto de ebullición
    (K)

    Propano

    44

    0.1

    231

    Dimetil éter

    46

    1.3

    248

    Cloruro de metilo

    50

    2.0

    249

    Acetaldehído

    44

    2.7

    294

    Acetonitrilo

    41

    3.9

    355

    FUERZAS DE DISPERSIÓN
    DE LONDON

    No pareciera que las moléculas no-polares tengan
    ninguna base física para tener
    interacciones atractivas. Sin embargo, los gases de las
    moléculas no-polares pueden licuarse, y esto indica que si
    la energía cinética se reduce, existe algún
    tipo de interacciones atractivas que predominan.

    Fritz London (1930) sugiere que el
    movimiento de los electrones en un átomo o
    una molécula no polar puede dar como resultado un dipolo
    transiente (transiente quiere decir que tiene tiempos de vida muy
    cortos)

    ¿Cómo actúan las fuerzas de
    dispersión de London?

    El helio tiene 2 electrones consideremos que estos
    electrones son partículas, la distribución promedio de los electrones
    alrededor del núcleo es esféricamente
    simétrica, los átomos no tienen dipolo y por tanto
    su momento dipolo es cero; sin embargo, puede ocurrir que la
    distribución de los electrones alrededor del núcleo
    de cada átomo en un instante dado, no sea completamente
    simétrica. Así puede pasar que: Ambos electrones
    queden en el mismo lado del núcleo, esto dará como
    resultado que en ese instante el átomo tenga un dipolo
    aparente y por tanto un el momento dipolo sea diferente de cero,
    es decir que haya un dipolo transiente. Un átomo vecino
    que se encuentre cerca de este átomo, se verá
    influido por este dipolo, los electrones de este átomo se
    alejarán de la región negativa del dipolo, es
    decir, debido a la repulsión electrónica, un dipolo temporal puede
    inducir un dipolo similar en un átomo vecino, si este
    está lo suficientemente cercano esto, causará que
    los átomos vecinos se sientan atraídos unos a los
    otros. A este fenómeno se le conoce con el nombre de
    interacciones de dispersión de London (o simplemente
    fuerzas de dispersión) Estas interacciones son
    significativas únicamente cuando los átomos o
    moléculas que lo presentan están muy cerca unas de
    otras.

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    gráfico seleccione la opción "Descargar" del
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    PUENTES DE
    HIDRÓGENO

    Puentes de hidrógeno, es la atracción
    intermolecular e intramolecular resultante de la
    interacción de dipolos donde participa el H. Esta
    atracción es responsable de muchas de las propiedades
    características del H2O, entre ellas
    están:

    • Tensión superficial
    • puntos de fusión y ebullición
    • viscosidad
    • tensión superficial
    • capacidad de la misma para disolver muchas clases de
      sustancias.

    Un átomo de hidrógeno en un enlace polar (por
    ejemplo H-F, H-O o H-N) puede experimentar una fuerza atractiva
    hacia una molécula polar o un ion vecino que cuenta con
    pares electrónicos sin compartir, usualmente átomos
    de F, O o N

    A este tipo de interacción se le conoce con el
    nombre de enlace de hidrógeno y en última instancia
    no es más que una interacción del tipo
    dipolo-dipolo

    Un enlace entre un hidrógeno y un átomo
    electronegativo como el F, O o N es muy polar:

    Tomando en consideración que el átomo de H
    no tiene electrones de core, entonces el lado del átomo
    que está hacia afuera del dipolo es virtualmente un
    núcleo desnudo la carga parcial positiva se verá
    atraída a la carga parcial negativa de un átomo
    electronegativo de una molécula cercana debido a que el
    átomo de hidrógeno en un enlace polar tiene
    deficiencia de electrones (particularmente en un lado, es decir,
    el lado opuesto al enlace covalente polar), entonces, puede
    acercarse mucho al átomo electronegativo de la
    molécula vecina (el cual tiene carga parcial negativa) de
    manera que puede interactuar fuertemente con él. Entre
    más cerca pueda estar mayor será la
    atracción electrostática

    La energía de los enlaces de hidrógeno va
    de alrededor de 4 kJ/mol a 25 kJ/mol, es decir, son más
    débiles que los enlaces covalentes, pero, son mayores que
    las interacciones dipolo-dipolo o las fuerzas de
    dispersión. Este tipo de interacción tiene gran
    importancia en la
    organización de las moléculas biológicas
    y su influencia es notable en la estructura de las proteínas
    y los ácidos
    nucleicos. El agua tiene una capacidad poco común para
    formar una red de
    enlaces de hidrógeno muy extensa. Como líquido, la
    energía cinética de las moléculas previene
    un arreglo ordenado extenso de los átomos de
    hidrógeno, al enfriarse, las moléculas van
    perdiendo energía cinética y esto permite que las
    moléculas se vayan ordenando en un arreglo que maximiza
    las interacciones atractivas de los enlaces de H.

    Este arreglo de las moléculas tiene un volumen
    mayor (es decir, es menos denso) que el agua líquida, de
    manera que el agua se expande al congelarse. El arreglo de
    moléculas de agua en el hielo normal tiene geometría hexagonal (es decir que
    está compuesto de anillos con seis moléculas de
    agua), lo cual es la base estructural de la forma hexagonal de
    los copos de nieve.

    Cada molécula de agua puede participar en cuatro
    enlaces de H, es decir, uno con cada par de no enlace del
    oxígeno y uno con cada átomo de
    hidrógeno.

    BIBLIOGRAFÍA

    BABOR, Joseph. Química General Moderna.
    Editorial Marín. Barcelona. Pág
    75-80.

    GARCIA, Arcesio. AUBAD, Aquilino. ZAPATA,
    Rubén. Hacia La Química. Editorial Temis S.A.
    Bogota-Colombia.
    Pág 269-282.

    CHANG, Raymond. Química Sexta edición. Editorial Mc Graw Hill. México.
    Pág 209-222.

    REALIZADO POR:

    LUIS ALFONSO CHICA LLANES

    ESTUDIANTE DE QUÍMICA
    PURA

    MARZO 2 DEL 2004

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