ecuaciÓn de van

9
ECUACIÓN DE VAN'T HOFF En la mayoría de los casos la velocidad observada de una reacción química aumento de temperatura, más allá que la extensión de este aumento varíe m reacción. Conforme una antigua regla, la velocidad de una reacción aproximadamente aumento de 10ºC de temperatura (infelizmente la regla es tan aproximada q utilizada en un número limitado de casos). En términos de ecuación de vel de la variación de la velocidad de reacción con la temperatura reside en constante de velocidad k varíe con la temperatura. La relación entre ambas fue descubierta en 1887 por el científico Van’t H independientemente en 1889 por Arrhenius. Este último realizó un estudio aplicación en muchas reacciones. Una descripción cuantitativa de la variación de una constante de equilibr temperatura es descrita por la ecuación de Van’t Hoff. La ecuación es: En esta ecuación es la constante de equilibrio a la temperatura absolu constante de equilibrio a la temperatura absoluta T 2 . ΔH° es la variación es la constante de los gases y ΔHº es el calor de reacción o entalpía de reactivos y productos están en su estado estándar (para gases, 1 atm de p soluciones 1 mol L-1, e ambos casos se asume un comportamiento ideal). La ecuación de Van’t Hoff es comúnmente utilizada para determinar los val de equilibrio a una cierta temperatura a partir de los valores de otra te ofrece medios de obtener calores de reacción cuando las constantes de equ conocidas en dos temperaturas. Otra forma de la ecuación de Van’t Hoff describe el cambio de la constant hacia la concentración Kc con la temperatura: Observemos que esta fórmula contiene ΔUº en vez de ΔHº La ecuación de Van’t Hoff está pareciendo familiar? Pues debería, porque general más actualizada de la ecuación de Clapeyron que describe la varia temperatura en función de la presión de vapor. La presión de vapor de un

Upload: jose-roberto-davila-vielma

Post on 08-Feb-2016

24 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

ECUACIÓN DE VAN'T HOFFEn la mayoría de los casos la velocidad observada de una reacción química aumenta con el aumento de temperatura, más allá que la extensión de este aumento varíe mucho de reacción a reacción.Conforme una antigua regla, la velocidad de una reacción aproximadamente dobla a cada aumento de 10ºC de temperatura (infelizmente la regla es tan aproximada que solo puede ser utilizada en un número limitado de casos). En términos de ecuación de velocidad, la causa de la variación de la velocidad de reacción con la temperatura reside en el hecho de que la constante de velocidad k varíe con la temperatura.La relación entre ambas fue descubierta en 1887 por el científico Van’t Hoff e independientemente en 1889 por Arrhenius. Este último realizó un estudio extensivo de su aplicación en muchas reacciones.Una descripción cuantitativa de la variación de una constante de equilibrio en la temperatura es descrita por la ecuación de Van’t Hoff. La ecuación es:

En esta ecuación   es la constante de equilibrio a la temperatura absoluta T1 y K2es la constante de equilibrio a la temperatura absoluta T2. ΔH° es la variación de entalpía y   es la constante de los gases y ΔHº es el calor de reacción o entalpía de reacción cuando reactivos y productos están en su estado estándar (para gases, 1 atm de presión y para soluciones 1 mol L-1, e ambos casos se asume un comportamiento ideal).La ecuación de Van’t Hoff es comúnmente utilizada para determinar los valores de constantes de equilibrio a una cierta temperatura a partir de los valores de otra temperatura. También ofrece medios de obtener calores de reacción cuando las constantes de equilibrio son conocidas en dos temperaturas.Otra forma de la ecuación de Van’t Hoff describe el cambio de la constante de equilibrio hacia la concentración Kc con la temperatura:

Observemos que esta fórmula contiene ΔUº en vez de ΔHº

La ecuación de Van’t Hoff está pareciendo familiar? Pues debería, porque es la versión general más actualizada de la ecuación de Clapeyron que describe la variación de la temperatura en función de la presión de vapor. La presión de vapor de un líquido es la constante de equilibrio Kp para el proceso:

Líquido <===> Gaseoso

En este caso la expresión de la ley de acción de las masas no tiene denominador porque el reactivo I es un líquido puro

Otras conclusiones de los estudios de Van’t Hoff

Van’t Hoff verificó una relación de semejanza entre la presión de los gases y la presión osmótica de las soluciones diluídas. Basado en las experiencias de presión osmótica de los estudiosos Pfeffer se constató una semejanza con las leyes de los gases de Boyle y de Charles:

“La presión osmótica de una solución es igual a la presión que el soluto ejercía en el estado gaseoso, ocupando el mismo volumen de la

solución en la misma temperatura”.

Por tanto podemos aplicar la ecuación de los gases perfectos:

π V = nRT

π= presión osmótica

V = volumen de la solución

n = cantidad en moles de soluto

R = constante de los gases perfectos

t = temperatura absoluta

Ecuación de la Presión Osmótica

donde:

M = es la concentración en cantidad de materia (mol/L)R = la constante de los gases perfectos

T = temperatura absolutaPara presión en atmósfera, el valor de R será de 0,082 atm L . (mol . K)-1. Y para presión osmótica en milímetros de mercurio, el valor de R será de 62,3 mm Hg . L . (mol . K)-1.

Para soluciones iónicas, debemos utilizar el factor de corrección de Van’t Hoff:

i = α(q – 1) + 1

π = MRT . i

Como la presión osmótica depende de la concentración de partículas dispersas, es considerada una presión osmótica.

Llamamos como isotónicas a las soluciones con la misma presión osmótica. Cuando las soluciones osmóticas presentan diferencias son

denominadas anisotónicas.Las soluciones que presentan intensa presión osmótica son denominadas hipertónicas y las soluciones de presión osmótica débil son hipotónicas.

Factor de Corrección de Van’t Hoff

Observe que el número de partículas dispersas es equivalente al numero de moléculas disueltas multiplicado por el factor de corrección de Van’t Hoff representado por i.

Npd = Nd . i

Usando el ejemplo anterior tenemos:

190 = 100 . 1,9

Se demuestra entonces que:

I = 1 + α (q – 1)

Donde:

q = número de iones formado en la ionización de 1 molécula.

Aún sobre el mismo ejemplo:

Observación:Si α = 0, o sea, el soluto no sufre ionización, tendremos:

i = 1 + 0 (q – 1) = 1Si α = 1, o sea, todas las moléculas ionizan, tenemos:

i = 1 + 1 (q – 1) = q

Para conocer un poco más de la ecuación de Van't Hoff, su deducción y su relación con la energía libre de Gibbs has chlick

En la mayoría de los casos la velocidad observada de una reacción química aumenta con el aumento de temperatura, más allá que la extensión de este aumento varíe mucho de reacción a reacción.Conforme una antigua regla, la velocidad de una reacción aproximadamente dobla a cada aumento de 10ºC de temperatura (infelizmente la regla es tan aproximada que solo puede ser utilizada en un número limitado de casos). En términos de ecuación de velocidad, la causa de la variación de la velocidad de reacción con la temperatura reside en el hecho de que la constante de velocidad k varíe con la temperatura.La relación entre ambas fue descubierta en 1887 por el científico Van’t Hoff e independientemente en 1889 por Arrhenius. Este último realizó un estudio extensivo de su aplicación en muchas reacciones.Una descripción cuantitativa de la variación de una constante de equilibrio en la temperatura es descrita por la ecuación de Van’t Hoff.La ecuación es:

Donde (Kp)1  es el valor de la constante de equilibrio para presiones a temperatura T1 y (Kp)2 es el valor de la misma constante pero a temperatura T2. R es la constante de los gases ideales y ΔHº es el calor de reacción o entalpía de reacción cuando reactivos y productos están en su estado estándar (para gases, 1 atm de presión y para soluciones 1 mol L-1, e ambos casos se asume un comportamiento ideal).La ecuación de Van’t Hoff es comúnmente utilizada para determinar los valores de constantes de equilibrio a una cierta temperatura a partir de los valores de otra temperatura. También ofrece medios de obtener calores de reacción cuando las constantes de equilibrio son conocidas en dos temperaturas.Otra forma de la ecuación de Van’t Hoff describe el cambio de la constante de equilibrio hacia la concentración Kc con la temperatura:

Observemos que esta fórmula contiene ΔUº en vez de ΔHºLa ecuación de Van’t Hoff está pareciendo familiar? Pues debería, porque es la versión general más actualizada de la ecuación de Clapeyron que describe la variación de la temperatura en función de la presión de vapor. La presión de vapor de un líquido es la constante de equilibrio Kp para el proceso:Líquido <===> GaseosoEn este caso la expresión de la ley de acción de las masas no tiene denominador porque el reactivo I es un líquido puroOtras conclusiones de los estudios de Van’t HoffVan’t Hoff verificó una relación de semejanza entre la presión de los gases y la presión osmótica de las soluciones diluídas. Basado en las experiencias de presión osmótica de los estudiosos Pfeffer se constató una semejanza con las leyes de los gases de Boyle y de Charles:“La presión osmótica de una solución es igual a la presión que el soluto ejercía en el estado gaseoso, ocupando el mismo volumen de la solución en la misma temperatura”.Por tanto podemos aplicar la ecuación de los gases perfectos:p . V = nRTp = presión osmótica

V = volumen de la soluciónn = cantidad en moles de solutoR = constante de los gases perfectost = temperatura absolutaEcuación de la Presión Osmótica

donde:M = es la concentración en cantidad de materia (mol/L)R = la constante de los gases perfectosT = temperatura absolutaPara presión en atmósfera, el valor de R será de 0,082 atm L . (mol . K) -1. Y para presión osmótica en milímetros de mercurio, el valor de R será de 62,3 mm Hg . L . (mol . K)-1.Para soluciones iónicas, debemos utilizar el factor de corrección de Van’t Hoff:i = α(q – 1) + 1p = MRT . iComo la presión osmótica depende de la concentración de partículas dispersas, es considerada una presión osmótica.Llamamos como isotónicas a las soluciones con la misma presión osmótica. Cuando las soluciones osmóticas presentan diferencias son denominadas anisotónicas.Las soluciones que presentan intensa presión osmótica son denominadas hipertónicas y las soluciones de presión osmótica débil son hipotónicas.Factor de Corrección de Van’t HoffObserve que el número de partículas dispersas es equivalente al numero de moléculas disueltas multiplicado por el factor de corrección de Van’t Hoff representado por i.Npd = Nd . iUsando el ejemplo anterior tenemos:190 = 100  . 1,9Se demuestra entonces que:I = 1 + α (q – 1)Donde:q = número de iones formado en la ionización de 1 molécula.Aún sobre el mismo ejemplo:

Observación:Si α = 0, o sea, el soluto no sufre ionización, tendremos:

i = 1 + 0 (q – 1) = 1Si α = 1, o sea, todas las moléculas ionizan, tenemos:i = 1 + 1 (q – 1) = q

Lee todo en: Ecuación de Van’t Hoff | La Guía de Química http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/ecuacion-de-vant-hoff#ixzz2lCIRaD9f

No entiendo porque en los libros no me dicen la constante del gas. La ley de van hoff dice que la presion osmotica sera igual al multiplicacion de la concentracion de los solutos x la constante del gas x la temperatura abosulta(en 273 K). aLGUIEN me lo puede explicar y ejemplificar porfavor,porque me estoy dessperando. gracias.

La presión osmótica, p, de una disolución depende de su concentración y se atiene a una ley semejante a la de los gases perfectos. 

Dicha ley fue establecida por Van't Hoff en 1897 y se expresa en la forma: 

π = R T n/V = R T M 

siendo M la concentración molar, R la constante de los gases y T la temperatura absoluta de la disolución. 

La constante universal de los gases ideales es una constante física que relaciona entre si diversas funciones de estado termodinámicas, estableciendo esencialmente una relación entre la energía, la temperatura y la cantidad de materia. En su forma más particular la constante se emplea en la relación de la cantidad de materia en un gas ideal, medida en número de moles (n), con la presión (P), el volumen (V) y la temperatura (T), a través de la ecuación de estado de los gases ideales 

Donde R es la constante y es igual a 8.314472 Joules/mol * ºK