Fisicoquímica Aplicada

125 Pages·2016·1.16 MB·Spanish

Fisicoquímica Aplicada
Clase 1: Repaso de Termodinámica
Estados y leyes de los gases. Importancia climatología: las leyes de los gases y el clima. 
Gases reales: interacciones moleculares, ecuación de van der Waals, principio de 
estados correspondientes.
Primera ley.  Trabajo, calor y energía.  Energía interna. Entalpía. Importancia en 
bioquímica y ciencia de materiales: calorimetría diferencial de barrido. Cambios 
adiabáticos. Termoquímica. 
Funciones de estado y diferenciales exactos. Cambios de energía interna. Dirección de 
cambio espontáneo. Entropía. 
Importancia en ingeniería: refrigeración.
Cambios de entropía en procesos específicos. Tercera ley. Energías de Helmholtz y 
Gibbs. Energías de Gibbs estándar. Combinación de primera y segunda ley.
La estrutura de la ciencia
Ley o Principio
:  resumen de la experiencia. 
Ej: Leyes de la Termodinámica, o de la Mecánica Cuántica.
Hipótesis: 
es una descripción en función de conceptos más fundamentales.
Ej: la hipótesis de Dalton sobre la composición atómica de la materia
Teoría
:  hipótesis confirmada y formulada en detalle.
Ej: teoría de equilibrio químico, de la estructura atómica, etc.
Modelo
:  versión simplificada del sistema de estudio.
Ej: modelo cinético de gases, modelo planetario (Rutherford) de los átomos
Materia
Elemento
: tipo de materia constituida por átomos de la misma clase.
Materia
Sustancia
: materia de composición química fija, formada por uno o más elementos
Molécula: 
dos o más átomos unidos químicamente
Compuesto
: molécula formada por dos o más atomos diferentes
Estados de la materia
: gaseoso, líquido, sólido, plasma, coloides (?), condensados
de Bose‐Einstein… 
mol
: número átomos, moléculas, iones u cualquier otra entidad, igual al número de 
átomos de en 12 g de C12 . Este número se conoce como número de Avogadro:
N =  6,023 x 1023
A
Materia
Propiedades intensivas
: no dependen de la cantidad
Propiedades extensivas
: sí dependen de la cantidad
Mezcla
: unificación de dos o más sustancias
Solución
: tipo especial de mezcla, llamada también mezcla homogenea, donde las 
propiedades físicas no dependen de la posición dentro de la mezcla. 
Solución = Solvente + Soluto/s
Solvente:
componente mayoritatio y/o el que define el estado físico de la solución
Molaridad (M):   
moles de soluto por litro de solución
Molalidad (m):    
moles de soluto por kg de solvente
Ejercicio
Estime aproximadamente a qué distancia se encuentran separados los iones en una
solución 1M de NaCl en H2O. 
 = 1 kg/l
H2O
M = 18 g/mol
H2O
Cuántas moléculas de H2O separan cada ion, en promedio?
O
96 pm
H 104° H
Ecuación de estados
El estado físico de una muestra de una substancia, su condicion fisica, esta definida
por sus propiedades fisicas
(cid:1868) presion
En equilibrio
(cid:1846) temperatura
(cid:1848) volúmen
(cid:1866) número de moles
Hecho experimental
Válido para todas las sustancias
La forma explícita de la ecuación solo se conoce para algunos casos particulares
Presión
Presión
l
Alta presión vi Baja presión
ó
m
d
e
r
a
P
l
Igual presión vi Igual presión
ó
m
d
e
r
a
l P
Baja presión vi Alta presión
ó
m
d
e
r
a Equilibrio mecánico
P
Medición de la Presión
Manómetros: instrumentos para medir presiones
cercanas o mayores a la atmosferica
Sondas de vacío: instrumentos para medir presiones
menores a la atmosférica
‐ Hidrostáticos
‐ Pistón
‐ Piezoresistivos
‐ Capacitivos
‐ Magnéticos
‐ Ópticos
‐ Etc…
Torricelli, Pascal