Conceptos Fundamentales de Cinética y Equilibrio Químico

1. El tipo de enlace que presenta mayor dificultad para separarse es el covalente.
2. El estado de la materia con mayor probabilidad de choques productivos es el gaseoso.
3. Al aumentar la temperatura, la velocidad de reacción aumenta.
4. La división de los reactivos aumenta la velocidad de reacción.
5. Un factor que aumenta la velocidad de una reacción química es el aumento de la temperatura.
6. A mayor división de los reactivos, mayor es la velocidad de reacción.
7. El estado gaseoso favorece choques productivos porque las partículas tienen mayor libertad de movimiento.
8. El enlace covalente hace que sea más difícil separar las moléculas.
9. La constante de equilibrio (K) representa la relación entre concentraciones de reactivos y productos en equilibrio.
10. Un catalizador no modifica la constante de equilibrio (K) de una reacción.

Cálculo de la Constante de Equilibrio (K)

Un experimento se inicia con una concentración de 0.540 mol/L de N₂ y 0.750 mol/L de H₂. Se deja que la reacción llegue al equilibrio hasta obtener amoniaco. Al llegar al equilibrio a cierta temperatura, se encuentra que la concentración de NH₃ es de 0.180 mol/L. Calcula la constante de equilibrio de esta reacción a dicha temperatura.

Reacción Química

N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)

Tabla ICE (Inicial, Cambio, Equilibrio)

Cálculo de ‘x’ y Concentraciones en el Equilibrio

Sabemos que la concentración de NH₃ en el equilibrio es 0.180 mol/L:

2x = 0.180 mol/L

x = 0.180 / 2 = 0.090 mol/L

Ahora, calculamos las concentraciones de los reactivos en el equilibrio:

Cálculo de la Constante de Equilibrio (K)

La expresión para la constante de equilibrio (K) es:

K = [NH₃]² / ([N₂] * [H₂]³)

Sustituyendo los valores en el equilibrio:

K = (0.180)² / (0.450 * (0.480)³)

K = 0.0324 / (0.450 * 0.110592)

K = 0.0324 / 0.0497664

K ≈ 0.651

Conceptos Clave de Termodinámica

1. La ley de la termodinámica que establece que la energía no se crea ni se destruye es la primera ley.
2. La magnitud física que mide la cantidad de desorden en un sistema se llama entropía.
3. El proceso que ocurre sin transferencia de calor se llama proceso adiabático.
4. La propiedad física que se mantiene constante en un proceso isotérmico es la temperatura.
5. La opción que mide la capacidad de un cuerpo para ceder calor es el calor específico.
6. La energía asociada al movimiento de las moléculas se llama energía cinética.
7. La ley de la termodinámica relacionada con la eficiencia de las máquinas térmicas es la segunda ley.
8. El tipo de transferencia de calor que ocurre mediante ondas electromagnéticas se llama radiación.
9. El signo que tiene el calor cuando el sistema absorbe energía es positivo.
10. La magnitud que mide el calor necesario para cambiar el estado de una sustancia sin variar la temperatura es el calor latente.

Preguntas y Respuestas sobre Termodinámica y Electroquímica

1. ¿Cuál es la unidad de medida de la temperatura en el Sistema Internacional? Kelvin
2. ¿Qué ley de la termodinámica establece que el desorden en un sistema aislado tiende a aumentar? Segunda ley
3. ¿Qué partícula se transfiere entre el ánodo y el cátodo en una celda galvánica? Electrones
4. La tendencia natural hacia el desorden en un sistema se denomina: Entropía
5. ¿Qué magnitud mide la capacidad de un sistema para realizar trabajo? Energía
6. El calor que implica un cambio de fase sin variación de temperatura se llama calor: Latente
7. El calor que el sistema libera hacia el entorno tiene signo: Negativo
8. El trabajo que realiza el entorno sobre el sistema tiene signo: Negativo
9. ¿Qué magnitud mide la capacidad de una celda para realizar trabajo eléctrico? Fuerza electromotriz (FEM)
10. ¿Qué dispositivo mide la fuerza electromotriz de una celda electroquímica? Voltímetro

Reacción Electroquímica: Aluminio y Níquel

2Al(s) + 3Ni²⁺(ac) ⇌ 2Al³⁺(ac) + 3Ni(s)

1. ¿Cuáles son las dos medias ecuaciones de las reacciones que se producen en los dos compartimientos?
   • Oxidación (Ánodo): Al(s) → Al³⁺(ac) + 3e⁻
   • Reducción (Cátodo): Ni²⁺(ac) + 2e⁻ → Ni(s)
2. ¿Cuál electrodo es el ánodo y cuál es el cátodo?
   • Aluminio (Al) = Ánodo (se oxida)
   • Níquel (Ni) = Cátodo (se reduce)
3. A partir de los potenciales estándar de reducción, calcular la FEM (fuerza electromotriz) estándar.

   Potenciales estándar de reducción:

   • E°(Ni²⁺/Ni) = -0.28 V
   • E°(Al³⁺/Al) = -1.66 V

   Fórmula para la FEM estándar de una celda galvánica:

   E°_celda = E°_cátodo – E°_ánodo

   E°_celda = (-0.28 V) – (-1.66 V)

   E°_celda = -0.28 V + 1.66 V

   E°_celda = 1.38 V

4. Realiza el diagrama de la pila.

   El diagrama de la pila se representa convencionalmente como:

   Al(s) | Al³⁺(ac) || Ni²⁺(ac) | Ni(s)

   (Nota: La tabla original parecía intentar mostrar los potenciales, pero no es un diagrama de pila. Se ha interpretado como una lista de potenciales para el cálculo anterior.)

   Potencial Estándar (V)	Semirreacción
   -0.28 V	Ni²⁺(ac) + 2e⁻ → Ni(s)
   -1.66 V	Al(s) → Al³⁺(ac) + 3e⁻

   (La tabla original con 1.38V en una celda no tiene sentido como parte de un diagrama de pila, se ha omitido o reinterpretado para claridad.)

Conceptos Clave de Bioquímica: Lípidos y Carbohidratos

1. La sustancia que forma el exoesqueleto de los artrópodos se llama: Quitina
2. El lípido que se encuentra principalmente en las membranas celulares animales y cuya concentración es elevada en el cerebro y tejido nervioso es: Colesterol
3. Los lípidos complejos cuyas moléculas están compuestas por un lípido y un carbohidrato se denominan: Glucolípidos
4. El tipo de lípido presente en el pelo o las plumas de muchos animales recibe el nombre de: Ceras
5. Las moléculas que poseen una región polar y otra no polar se conocen como: Anfipáticas
6. La enzima que se encuentra en bacterias del sistema digestivo de herbívoros como el ganado vacuno y en insectos como las termitas es: Celulasa
7. Los oligosacáridos más abundantes que se encuentran en la naturaleza son: Disacáridos
8. Los carbohidratos que contienen un grupo funcional cetona se clasifican como: Cetosas
9. El disacárido principal presente en la leche, también conocido como “azúcar de leche”, es: Lactosa
10. Los carbohidratos que contienen un grupo funcional aldehído se denominan: Aldosas
11. Los lípidos complejos formados por cadenas de ácidos grasos unidas a un glicerol con un grupo fosfato se llaman: Fosfolípidos
12. El principal combustible del cuerpo humano, almacenado en el hígado y los músculos, es: Glucógeno

Preguntas y Respuestas Adicionales de Bioquímica

1. ¿Cómo se llama el carbohidrato de 3 carbonos que tiene un grupo cetona? Cetotriosa
2. ¿Cómo se llaman las moléculas formadas básicamente por carbono, hidrógeno y oxígeno, donde el hidrógeno y el oxígeno tienen una proporción de 2:1? Carbohidratos
3. ¿Qué refleja un objeto en un espejo? Imagen especular
4. ¿Cuál es el componente principal de la pared de todas las células vegetales y se utiliza en la fabricación de polímeros sintéticos como el rayón y el celofán? Celulosa
5. ¿De qué está formada la sacarosa? Glucosa + Fructosa
6. ¿Qué tipo de lípidos no poseen ácidos grasos en su estructura? No saponificables
7. ¿Cómo se llama un enantiómero que desvía la luz polarizada hacia la derecha, en el sentido de las manecillas del reloj? Dextrógiro
8. ¿Cómo se llaman los compuestos que tienen la misma fórmula molecular pero cuyos átomos se encuentran distribuidos de distinta forma? Isómeros

Análisis Comparativo de Carbohidratos: Aldehído vs. Cetona

A continuación, se presenta una imagen de dos carbohidratos para su análisis:

Criterios de Análisis:

1. Identifica si es un aldehído o cetona.
2. Indica la posición en que se encuentra el grupo carbonilo.
3. Numera los carbonos quirales.
4. ¿Cuántos enantiómeros pueden formarse?
5. Indica si es dextrógiro o levógiro.
6. ¿Cuál es el nombre de la estructura?

Resultados del Análisis: