FISICOQUÍMICA EN BIOPROCESOS – Unidad 3

Equilibrio químico. Condición general de equilibrio químico. La constante de equilibrio. Dependencia de K con la temperatura y la presión. Cálculo de K a partir de datos 

termodinámicos.

Equilibrio de solubilidad. Soluciones saturadas. Producto de solubilidad. Cálculo de concentraciones.

Equilibrio ácido‐base. Concepto de pH. Sistemas buffer. Ácidos polipróticos. Diagramas de especiación.

Equilibrio redox. Potencial de electrodo. Celdas electroquímicas y electrolíticas. 

Así como en los equilibrios de fase, la mayoría de las  reacciones químicas alcanza un estado de equilibrio (químico) en el cual  la composición es constante (a una dada T y P)

Equilibrio químico

Equilibrio de fase

En el equilibrio G = 0

Equilibrio químico

En el equilibrio G = 0

Cuando se alcanza el equilibrio químico la composición del sistemaes constante (a una dada T y P).Esto no implica que no ocurra reacción química en el sistema, sinoque las velocidades de la reacción directa y la inversa se hanigualado.

Dado que G es función de estado, se puede partir de unaconcentración inicial de NOCl, o bien de una mezcla de NO y Cl2equivalente y siempre se alcanzará el mismo estado de equilibrio auna dada T y P.

¿Qué relación existe entre las concentraciones de reactivos y productos en el equilibrio? 

Ley de Acción de Masas

En el caso de reactivos y productos gaseosos, se puede definir laconstante en función de sus presiones parciales o de susconcentraciones molares.

¿Serán equivalentes estas expresiones? 

2)  Permite calcular concentraciones (o presiones) de  Reactivos y Productos en el equilibrio

Equilibrio de Solubilidad

Pb2+

¿Cuál de los halogenuros de plata listados es más 

soluble en agua? 

Equilibrio de Solubilidad

El nitrato de plata (AgNO3) es muy soluble en agua. Si se agregan 10,0 mL de NaCl

0,10 M a 25,0 mL de AgNO30,50 M, ¿Cuál será la 

concentración de Ag+(aq)?

¿Cuál será la solubilidad (en mg/L) del hidróxido de bario 

en agua?

Equilibrio Ácido‐Base

Calcular el pH de una solución de HCl 0,05 M

Repetir el cálculo para una solución de HCl 10‐8 M

Equilibrio RedoxReacciones de óxido‐reducción o «Redox»

En muchas reacciones ocurren procesos de oxidación y de reducción.

Por ejemplo, muchos metales se oxidan por contacto con el aire y la humedad ambiente.

En este ejemplo, se oxidó una reja de hierro. Químicamente esto significa que el hierro sólido, Fe (s), pasó a formar parte de un óxido de hierro, FeO (s) o bien Fe2O3 (s). 

Cuando el hierro se encuentra combinado con el oxígeno, su número de oxidación es +2 y +3, respectivamente, mientras que en el hierro metálico su número de oxidación es 0.  El hierro «pierde» electrones.

Este proceso de oxidación puede darse sólo en forma conjunta con otro proceso de reducción en el cual ocurra una «ganancia» de electrones. En este caso el oxígeno pasa de O2 (g) a formar parte del óxido. Su número de oxidación disminuye de 0 a ‐2, «ganando» electrones.

Equilibrio Redox

Pila de Daniel

¿El E es una propiedad intensiva o extensiva el 

sistema? 

¿ El G es una propiedad intensiva o extensiva el 

sistema? 

Dados los potenciales de reducción E (Fe2+ /Fe0) = ‐0,44 VE (Fe3+ / Fe2+ ) = 0,77V

Calcular  E (Fe3+ / Fe0 )