Química analítica

ca equació de velocitat, n f
ca llei de velocitat, n f
es ecuación de velocidad, n f
es ley de velocidad, n f
en rate equation, n
en rate law, n

Química física

Definición

Equació diferencial empírica que relaciona la velocitat d'una reacció amb les concentracions, en un instant determinat, de totes les espècies que hi participen.

Nota

Ocasionalment, en l'equació de velocitat d'una reacció apareixen concentracions d'espècies que no apareixen en l'estequiometria de la reacció. De fet, per norma general, tret del cas d'una reacció elemental, l'equació de velocitat d'una reacció no pot ser deduïda directament de l'estequiometria de l'equació química de la reacció.

L'equació de velocitat de nombroses reaccions és del tipus v = k[A]^a[B]^b, en què k és la constant de velocitat, [A], [B]... són les concentracions de les espècies que participen en la reacció i a, b... són els ordres de reacció respectius de les espècies.

Un cop coneguda l'equació de velocitat d'una reacció i el seu coeficient de velocitat, es pot predir la velocitat de reacció a partir de la composició de la mescla reactant. A més, si s'integra l'equació diferencial que constitueix l'equació de velocitat, s'obté l'equació de velocitat integrada, amb la qual es pot predir l'evolució de la composició de la mescla en el temps, a mesura que transcorre la reacció.

ca equació de Young-Laplace, n f
es ecuación de Young-Laplace, n f
en Young-Laplace equation, n

Química física

Definición

Equació que estableix que la pressió a ambdues bandes d'una interfície corba és diferent a causa de l'existència de la tensió interficial.

Nota

L'equació de Young-Laplace s'expressa com p_int = p_ext + 2γ/r, en què p_int és la pressió a la part còncava de la interfície (interior d'una bombolla), p_ext és la pressió a la part convexa (exterior d'una bombolla), γ és la tensió interficial i r és el radi de la interfície. Segons l'equació, la diferència de pressions disminueix amb el radi de la interfície fins a anul·lar-se per a una interfície plana, que té radi infinit.

ca equació del virial, n f
es ecuación del virial, n f
en virial equation, n

Química física

Definición

Equació d'estat per a gasos que desenvolupa el factor de compressibilitat en potències del volum molar.

Nota

Matemàticament, l'equació del virial s'expressa com $Z = 1 + B_2(T) \frac{1}{V_m} + B_3(T) \frac{1}{V_m^2} + \dots$.

Com que el valor del factor de compressibilitat per a un gas ideal és la unitat, a pressions moderades els primers termes del desenvolupament de l'equació del virial són suficients (moltes vegades n'hi ha prou amb els dos primers termes).

S'anomena coeficient del virial cada coeficient B, C...

ca equacions de Gibbs-Helmholtz, n f pl
es ecuaciones de Gibbs-Helmholtz, n f pl
en Gibbs-Helmholtz equations, n pl

Química física

Definición

Conjunt d'equacions que expressen la dependència de l'energia de Gibbs i de l'energia de Helmholtz respecte de la temperatura, expressades en funció de les variacions d'entalpia i d'energia interna, a pressió i volum constants, respectivament.

Nota

La manera més simple d'expressar les equacions de Gibbs-Helmholtz és $\left( \frac{\partial (G/T)}{\partial T}\right)_p = -\frac{H}{T^2}$ i $\left( \frac{\partial (A/T)}{\partial T}\right)_V = -\frac{U}{T^2}$, per bé que la manera més usual és en funció de la dependència amb la temperatura de les variacions isotèrmiques d'aquestes funcions per a un procés qualsevol: $\left( \frac{\partial (\Delta_T G/T)}{\partial T}\right)_p = -\frac{\Delta_T H}{T^2}$ i $\left( \frac{\partial (\Delta_T A/T)}{\partial T}\right)_V = -\frac{\Delta_T U}{T^2}$.

ca equilibri de Donnan, n m
ca equilibri Donnan, n m
ca equilibri osmòtic, n m
es equilibrio Donnan, n m
es equilibrio osmótico, n m
en Donnan equilibrium, n
en osmotic equilibrium, n

Química física

Definición

Equilibri de fases que s'estableix entre dues solucions separades per una membrana semipermeable que només deixa passar el dissolvent i alguns dels soluts.

Nota

Perquè hi hagi l'equilibri de Donnan, hi ha d'haver igualtat entre el potencial químic del dissolvent i els potencials químics o els potencials electroquímics de tots els soluts en solució a què la membrana és permeable. Això fa que s'estableixi una diferència de pressió osmòtica entre les dues solucions, que generalment va acompanyada d'una diferència de potencial elèctric a la membrana quan hi ha soluts iònics. Aquest fenomen és la base de la diàlisi, i normalment és important quan una de les dues solucions, generalment la solució intracel·lular, és la que conté macromolècules o polielectròlits, com proteïnes o àcids nucleics, que contribueixen a augmentar la pressió osmòtica de la solució, però que no poden travessar la membrana.

ca equilibri de fases, n m
es equilibrio de fases, n m
en phase equilibrium, n

Química física

Definición

Estat d'un sistema termodinàmic en què els potencials químics de cadascuna de les espècies de què es compon són constants i iguals en cadascuna de les fases en què una espècie es pot trobar present.

Nota

L'equilibri de fases implica l'equilibri material quan el sistema termodinàmic considerat està també en equilibri químic.

Són exemples d'equilibri de fases l'equilibri líquid-líquid, l'equilibri líquid-vapor i l'equilibri sòlid-líquid.

ca equilibri de membrana, n m
es equilibrio de membrana, n m
en membrane equilibrium, n

Química física

Definición

Estat d'un sistema termodinàmic amb una membrana permeable a algun ió o bé també al dissolvent en separar dues solucions del mateix electròlit a diferents concentracions.

Nota

Quan la membrana és impermeable al dissolvent, es té l'equilibri no osmòtic, mentre que, si és permeable al dissolvent, s'assoleix l'equilibri de Donnan.

Un exemple d'equilibri no osmòtic és una membrana permeable a l'ió K⁺ però no al Cl⁻ ni a l'aigua, que separa dues solucions aquoses de diferents concentracions de clorur de potassi. L'ió K⁺ es difon inicialment cap al costat de menor concentració, cosa que produeix una càrrega positiva neta al costat de la solució més diluïda i una altra igual però de signe contrari al costat de la més concentrada. La càrrega negativa de la solució més concentrada disminueix la difusió de l'ió K⁺ cap a la més diluïda i accelera la transferència inversa, fins que s'arriba a un potencial de membrana d'equilibri en què hi ha una velocitat de difusió dels ions K⁺ idèntica en ambdós sentits, tot i que la quantitat neta de K⁺ transferida no és detectable per anàlisi química. En el cas que també hi hagi permeabilitat a l'aigua, existirà una diferència de pressió a part del potencial de membrana d'equilibri.

ca equilibri de Donnan, n m
ca equilibri Donnan, n m
ca equilibri osmòtic, n m
es equilibrio Donnan, n m
es equilibrio osmótico, n m
en Donnan equilibrium, n
en osmotic equilibrium, n

Química física

Definición

Equilibri de fases que s'estableix entre dues solucions separades per una membrana semipermeable que només deixa passar el dissolvent i alguns dels soluts.

Nota

Perquè hi hagi l'equilibri de Donnan, hi ha d'haver igualtat entre el potencial químic del dissolvent i els potencials químics o els potencials electroquímics de tots els soluts en solució a què la membrana és permeable. Això fa que s'estableixi una diferència de pressió osmòtica entre les dues solucions, que generalment va acompanyada d'una diferència de potencial elèctric a la membrana quan hi ha soluts iònics. Aquest fenomen és la base de la diàlisi, i normalment és important quan una de les dues solucions, generalment la solució intracel·lular, és la que conté macromolècules o polielectròlits, com proteïnes o àcids nucleics, que contribueixen a augmentar la pressió osmòtica de la solució, però que no poden travessar la membrana.

ca equilibri estable, n m
es equilibrio estable, n m
en stable equilibrium, n

Química física

Definición

Estat d'equilibri d'un sistema termodinàmic que retorna al seu estat inicial després que una petita fluctuació d'alguna de les variables d'estat l'alteri lleugerament.

Nota

Matemàticament, en l'equilibri estable està definit quin ha de ser el signe de la segona derivada del potencial termodinàmic, que es fa servir per a descriure el sistema. La segona derivada del potencial termodinàmic respecte a la variable que pot fluctuar ha de ser positiva quan la variació doni una funció convexa i la tangent en un punt estigui per sota de la funció. Alternativament, aquesta derivada ha de ser negativa quan la variació doni una funció còncava i la tangent en un punt estigui per sobre de la funció.

Un exemple de funció convexa el proporciona un sistema de dos components no reactius, a temperatura i pressió constants, i format per dos subsistemes separats per una paret diatèrmana (equilibri tèrmic), no rígida (equilibri mecànic) i impermeable. Així, la composició de cada subsistema serà constant (equilibri material) i el sistema global estarà en equilibri termodinàmic. Ara bé, si la paret impermeable s'elimina o bé se substitueix per una paret permeable, el sistema deixarà d'estar en equilibri termodinàmic, malgrat que continuï estant en equilibri tèrmic i en equilibri mecànic. Aleshores, el sistema estarà sotmès a un procés irreversible, en què l'evolució espontània estarà determinada per la disminució de l'energia de Gibbs (d_T_, _pG ≤ 0), fins que s'assoleixi la condició d'equilibri. Aquesta condició d'equilibri s'assolirà quan l'energia de Gibbs sigui un mínim estable, és a dir, quan la seva primera derivada respecte a la quantitat de substància d'una de les espècies en un dels subsistemes, $n_i^{\alpha}$, a temperatura i pressió constants s'anul·li, $\left(\frac{\partial G}{\partial n_i^{\alpha}}\right)_{T,p} = 0$, i la seva segona sigui positiva, $\left(\frac{\partial^2 G}{\partial {(n_i^{\alpha})^2}}\right)_{T,p} > 0$. Aquesta condició en la segona derivada és el que dona la condició d'estabilitat al nou estat d'equilibri termodinàmic respecte a petites fluctuacions en la composició química de cadascun dels subsistemes.

Un altre exemple de funció convexa el proporciona la variació de l'energia de Helmholtz amb el volum. És fàcil de veure que aquesta variació ve donada, en funció de les funcions resposta, pel coeficient de compressibilitat isotèrmica, que és una magnitud sempre positiva. Per tant, la segona derivada anterior donarà sempre un valor positiu: (∂²A/∂V²)_p = 1/(VκT) > 0.

Són exemples de funció còncava les variacions de l'energia de Helmholtz amb la temperatura, i les de l'energia de Gibbs amb la temperatura i la pressió. És fàcil de veure que aquestes variacions venen donades en funció de les funcions resposta més usuals: la capacitat calorífica a volum constant, la capacitat calorífica a pressió constant i el coeficient de compressibilitat isotèrmica, que també són magnituds que per definició són sempre positives. Per tant, les segones derivades anteriors donaran sempre un valor negatiu: (∂²A/∂T²)_p = −C_V/T < 0, (∂²G/∂T²)_p = −Cp/T < 0 i (∂²G/∂p²)_p = −VκT < 0.

ca equilibri material, n m
es equilibrio material, n m
en material equilibrium, n

Química física

Definición

Estat d'un sistema termodinàmic en què els mols de cada substància a cada fase no varien amb el temps.

Nota

Perquè hi hagi equilibri material hi ha d'haver equilibri químic i equilibri de fases. Aquesta condició equival a dir que la suma dels potencials electroquímics de cadascuna de les espècies s'anul·la per la variació en els mols entre les diferents fases del sistema.

L'equilibri material ve donat per $\sum_\alpha \sum_i \tilde{\mu}_i^{(\alpha)} dn_i^{(\alpha)} = 0$, en què $n_i^{(\alpha)}$ representa la quantitat de substància de les diferents espècies que estan presents a la fase α, i $\tilde{\mu}_i^{(\alpha)}$ són els potencials electroquímics associats a les diferents espècies presents a la fase α, tant si es tracta de canvis de fase com de transformacions químiques per reaccions en fase homogènia o en fase heterogènia.

Química analítica

Búsqueda básica

Búsqueda avanzada

Definición

Nota

Definición

Nota

Definición

Nota

Definición

Nota

Definición

Nota

Definición

Nota

Definición

Nota

Definición

Nota

Definición

Nota

Definición

Nota