¿QUÉ ES LA FISICOQUÍMICA?

¿QUÉ ES LA FISICOQUÍMICA?

Se llama fisicoquímica a la parte de la química que estudia las propiedades físicas y estructura de la materia, las leyes de la interacción química y las teorías que las gobiernan. La fisicoquímica es una disciplina científica cuyo objetivo es el estudio de los procesos químicos desde un punto de vista físico.

RAMAS A LA QUE SE APLICA LA FISICOQUÍMICA

Las ramas de la fisicoquímica incluyen a la termoquímica, cinética química, mecánica estadística, química cuántica, espectroscopía, química del estado líquido y de superficies, y la electroquímica entre otras.

La físicoquimica puede ser aplicada a muchos campos como por ejemplo la biología, la petroquímica, la industria alimenticia, la farmacología entre otros.

PROPÓSITO DE LA FISICOQUÍMICA

El propósito de la fisicoquímica es reunir los datos necesarios para la definición de las propiedades y características de los gases, líquidos, sólidos, soluciones, y dispersiones coloidales a fin de sistematizarlos y darles un fundamento teórico. También establecer las relaciones entre la energía y las transformaciones físicas así como también trata de predecir en que magnitud y con qué velocidad se producen. Para realizar este propósito la fisicoquímica utiliza enfoques microscópicos y macroscópicos, estableciendo leyes, modelos y postulados que permiten explicar y predecir los fenómenos estudiados, de hecho, esta ciencia es un campo donde la física y la matemática se aplican ampliamente en el estudio y la resolución de problemas relacionados con los procesos químicos de interés.

ENLACES Y ESTADOS FÍSICOS

Los enlaces químicos son fuerzas electroestáticas que mantienen unidos los átomos o iones para formar moléculas o cristales.

Los tipos de enlaces son: enlace iónico, enlace covalente y enlace metálico.

Enlace iónico también llamado electrocovalente: se establece en átomos con una diferencia marcada en el nivel de electronegatividad y se debe a la interacción entre los iones que se pueden formar por la transferencia de electrones de un átomo a otro. En este tipo de enlaces uno gana y el otro pierde electrones.

Enlace covalente: se establece cuando en los átomos no hay diferencia de electronegatividad. En este caso se comparten uno o más electrones entre los átomos.

Enlace metálico: es el enlace que se forma en los cristales metálicos. En un modelo de un sólido metálico se puede visualizar una formación tridimensional en la cual los iones positivos permanecen fijos en una red cristalina, mientras que los electrones de valencia, débilmente sujetos, se mueven con libertad por todo el cristal. Este movimiento hace que los cristales sean buenos conductores de calor y electricidad.

Los estados físicos de la materia son tres: solido, líquido y gaseoso.

Estado sólido: los sólidos se caracterizan por tener forma y volumen constantes. Esto se debe a que las partículas que las forman están unidad por fuerzas de atracción grandes de modo que ocupan posiciones casi fijas.

Estado líquido: los líquidos al igual que los sólidos, tienen volumen constante. En los líquidos las partículas están unidas por fuerzas de atracción menores que las de los sólidos, por esta razón las partículas de un líquido pueden trasladarse con libertad. El número de partículas por unidad de volumen es muy alto, por ello son muy frecuentes las colisiones y fricciones entre ellas.

Estado gaseoso: los gases, igual que los líquidos, no tienen forma fija pero, a diferencia de estos, su volumen tampoco es fijo. También son fluidos como los líquidos. En los gases, las fuerzas que mantienen unidas las partículas son muy pequeñas.

PRESIÓN, VOLUMEN Y TEMPERATURA

Se denomina volumen de un cuerpo al espacio ocupado por dicho cuerpo. Las unidades más utilizadas para medir volúmenes son el centímetro cúbico, el mililitro y el litro.

En Física, llamamos presión a la relación que existe entre una fuerza y la superficie sobre la que se aplica:

P = F/S

Dado que en el Sistema Internacional la unidad de fuerza es el newton (N) y la de superficie es el metro cuadrado (m2), la unidad resultante para la presión es el newton por metro cuadrado (N/m2) que recibe el nombre de pascal (Pa).

La temperatura es una medida del calor o energía térmica de las partículas en una sustancia, sus unidades son: Celsius, kelvin y Fahrenheit.

LEY DE LOS GASES

Existe una relación matemática entre el volumen de una cantidad de sustancia y los valores de presión y temperatura; esta relación matemática se llama ecuación de estado, y puede escribirse simbólicamente

V = V (t,P,n)

Donde:

V = Volumen

t = Temperatura

P = Presión

n = Numero de moles

La determinación de una ecuación de estado de los gases implica inevitablemente la medición de la presión, o fuerza por unidad de área, que un gas ejerce sobre las paredes del recipiente que lo contiene. La presión de los gases comúnmente se expresa en atmósferas o milímetros de mercurio.

LEY DE BOYLE

También llamado proceso isotérmico. Afirma que, a temperatura constante, el volumen de un gas es inversamente proporcional a su presión:

P1. V1=P2.V2

LEY DE CHARLES Y GAY- LUSSAC

Relaciona la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión permanece constante.

El volumen que ocupa un gas es directamente proporcional a su temperatura, es decir si aumentamos la temperatura, el volumen del gas aumenta, y si disminuimos la temperatura del gas, el volumen del gas disminuye.

La expresión matemática de la ley: V/T = Constante; es decir

Donde V1 y T1 son los valores iníciales y V2 y T2 son los valores finales. Las temperaturas deben venir expresadas en kelvin.

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