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)  



 
 

 
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