El sistema químico
Definición
¿Cómo
describir un sistema químico?
La evolución de
un sistema químico
Ejemplos de estado
inicial y estado final asociados con una transformación química
Definición
El sistema químico corresponde a todas las especies químicas presentes
en un espacio dado.
El concepto de sistema químico se utiliza
principalmente al estudiar transformaciones químicas.
¿Cómo
describir un sistema químico?
Para describir un sistema químico es necesario:
- Enumere las especies químicas presentes incluso
mencionando aquellas que probablemente no intervengan durante la
transformación química (estas últimas tienen todas las mismas
probabilidades de influir en la transformación química modificando su
velocidad u orientándola hacia un mecanismo de reacción en lugar de que
otro)
- Especifique cuando sea posible los diversos
parámetros relacionados con el sistema, como temperatura, presión,
concentración, etc.
Nota
Al hacer la lista de especies químicas en un sistema, no olvide
mencionar:
- Aire (mezcla de oxígeno, nitrógeno y otros gases
traza)
- Sustancias que pueden disolverse en agua al
utilizar agua del grifo: sales minerales, dióxido de carbono, oxígeno,
etc.
La
evolución de un sistema químico
Cuando un sistema químico es el sitio de una o más transformaciones
químicas, es probable que evolucione:
- La cantidad de determinadas especies químicas que
lo constituyen puede variar (aumentar o disminuir)
- Algunas especies químicas pueden desaparecer por
completo.
- Pueden formarse nuevas especies químicas
- Ciertos parámetros pueden variar, la temperatura
puede aumentar (reacción exotérmica) o disminuir (reacción
endotérmica), la presión puede variar en particular si ciertos
reactivos o productos son gaseosos.
Cuando se produce una transformación química en un sistema químico, hay
tres fases:
- El estado
inicial que corresponde al sistema químico en el tiempo cero (t
= 0) cuando las especies químicas del sistema se acaban de reunir pero
aún no han comenzado a reaccionar.
- El estado final
en el que el sistema químico deja de evolucionar, su composición ya no
cambia. En general, este estado se alcanza cuando al menos uno de los
reactivos se ha consumido por completo.
- La fase
intermedia entre los dos estados anteriores, es durante el
último que tiene lugar la transformación química y que evoluciona la
cantidad de especies químicas.
Nota
Si se conoce la composición del estado inicial, es posible, gracias a
la ecuación de reacción, predecir la composición del estado final. En
efecto, los coeficientes estequiométricos de esta ecuación indican las
proporciones en las que se consume o produce cada especie química, lo
que permite calcular la cantidad de reactivo restante y la cantidad de
producto formado.
Ejemplos
de estado inicial y estado final asociados con una transformación
química
Si reaccionamos hidrogenocarbonato de sodio con vinagre blanco en un
recipiente cerrado (matraz Erlenmeyer) entonces el sistema químico se
compone en el estado inicial:
- hidrógeno de sodio carbonatado
- agua (contenida en vinagre)
- ácido acético (contenido en vinagre)
- aire
En el estado final, el sistema consta de:
- bicarbonato de sodio (siempre que no se haya
consumido por completo)
- agua (cantidad ligeramente mayor)
- ácido acético (siempre que no se haya consumido
por completo)
- aire (misma cantidad)
- dióxido de carbono
- ion de sodio (la misma cantidad que el
hidrogenocarbonato de sodio consumido)
- ion acetato (la misma cantidad que el ácido
acético consumido)
TRANSFORMACIONES
QUIMICAS
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