Grado 12
  1. Estado sólido  1.1. Clasificación de sólidos  1.2. Celosía cristalina y celda unitaria  1.3. Eficiencia de Embalaje  1.4. Densidad de la celda unidad  1.5. Imperfecciones en sólidos (defectos puntuales y lineales)  1.6. Propiedades Eléctricas de los Sólidos (Conductores, Aislantes y Semiconductores)  1.7. Propiedades Magnéticas de los Sólidos (Materiales Diamagnéticos, Paramagnéticos y Ferromagnéticos)
  2. Solución  2.1. Tipos de Soluciones (Homogéneas y Heterogéneas)  2.2. Expresando la concentración de soluciones (masa %, volumen %, molaridad, molalidad, normalidad, fracción molar)  2.3. Solubilidad de sólidos y gases en líquidos (ley de Henry)  2.4. La ley de Raoult y las soluciones ideales y no ideales  2.5. Propiedades del síndrome  2.6. Masa molar anormal y factor de Van't Hoff
  3. Electroquímica  3.1. Celdas electroquímicas (celdas galvánicas y electrolíticas)  3.2. Célula galvánica y EMF de la célula  3.3. Pontencial de electrodo estándar y serie electroquímica  3.4. Ecuación de Nernst y sus aplicaciones  3.5. Conductividad y celdas electrolíticas (conductividad específica, molar y equivalente)  3.6. La ley de Kohlrausch y sus aplicaciones  3.7. Baterías (celdas primarias y secundarias)  3.8. Corrosión y su prevención
  4. Cinética química  4.1. Velocidad de reacción química  4.2. Factores que afectan la velocidad de reacción (concentración, temperatura, catalizador, área superficial)  4.3. Orden y molecularidad de la reacción  4.4. Ecuaciones de tasa integrada (orden cero, primero y segundo)  4.5. Vida media de una reacción  4.6. Teoría de colisiones y energía de activación  4.7. Ecuación de Arrhenius y sus aplicaciones
  5. Química de superficies  5.1. Adsorción y sus tipos (Fisisorción y Quimisorción)  5.2. Catalisis y sus tipos (homogénea y heterogénea)  5.3. Coloides y sus propiedades (efecto Tyndall, movimiento Browniano, coagulación)  5.4. Emulsiones y geles  5.5. Aplicaciones de los coloides
  6. Principios generales y procesos de separación de elementos  6.1. Presencia de metales y minerales  6.2. Concentración de minerales (separación por gravedad, flotación por espuma, separación magnética)  6.3. Extracción de metales en bruto (tostado, calcinación, reducción)  6.4. Principios termodinámicos y electroquímicos de la metalurgia  6.5. Refinación de Metales
  7. Elementos del bloque p  7.1. Elementos del grupo 15 (nitrógeno y fósforo)  7.2. Elementos del Grupo 16 (Oxígeno, Azufre y sus Compuestos)  7.3. Elementos del Grupo 17 (Halógenos y sus Compuestos)  7.4. Elementos del Grupo 18  7.5. Propiedades y Tendencias en Elementos del Bloque p  7.6. Compuestos importantes de los elementos del bloque p (amoníaco, fosfina, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico)  7.7. Compuestos interhalógenos y sus aplicaciones
  8. Elementos del bloque d y del bloque f  8.1. Propiedades Generales de los Metales de Transición  8.2. Propiedades de los metales de transición interna (lantanoides y actinoides)  8.3. Contracciones de los lantanoides y actinoides  8.4. Química de Coordinación de Elementos del Bloque d
  9. Compuestos de coordinación  9.1. La teoría de Werner y los conceptos modernos  9.2. Número de coordinación y tipo de ligando  9.3. Nomenclatura de Compuestos de Coordinación  9.4. Isomería (geométrica y óptica) en compuestos de coordinación  9.5. Enlace en compuestos de coordinación (Teoría del enlace de valencia y teoría del campo cristalino)  9.6. Estabilidad y aplicaciones de los compuestos de coordinación en medicina e industria
  10. Haloalcanos y haloarenos  10.1. Clasificación y nomenclatura de haloalcanos y haloarenos  10.2. Propiedades Físicas y Químicas de Haloalcanos y Haloarenos  10.3. Mecanismo de Reacciones de Sustitución Nucleofílica (SN1 y SN2)  10.4. Usos y efectos ambientales (agotamiento del ozono, CFCs)
  11. Alcohol, fenol y éter  11.1. Estructura y clasificación de alcoholes, fenoles y éteres  11.2. Preparación y propiedades de los alcoholes  11.3. Preparación y propiedades del fenol  11.4. Preparación y propiedades de los éteres  11.5. Reacciones y Usos Químicos
  12. Aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos  12.1. Estructura y nomenclatura de aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos  12.2. Preparación y propiedades de aldehídos y cetonas  12.3. Reacciones químicas en aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos (adición nucleofílica, oxidación y reducción)  12.4. Preparación y propiedades de los ácidos carboxílicos  12.5. Reacciones químicas y usos de los ácidos carboxílicos
  13. Compuestos orgánicos que contienen nitrógeno  13.1. Aminas (clasificación, estructura, basicidad)  13.2. Preparación y propiedades de las aminas  13.3. Reacciones de Aminas (Diazotización, Reacción de Carbylamina)  13.4. Sales de diazonio y sus aplicaciones en la industria de pinturas
  14.1. Carbohidratos (clasificación y propiedades)  14.2. Proteínas (Estructura y Función)  14.3. Enzimas (Mecanismo y Función)  14.4. Ácidos nucleicos (ADN y ARN)  14.5. Vitaminas y hormonas
  15. Polímero  15.1. Clasificación de polímeros (Adición, Condensación, Copolímeros)  15.2. Tipos de polimerización (radical libre, iónica, condensación)  15.3. Polímeros importantes y sus usos  15.4. Polímeros biodegradables y no biodegradables
  16. La química en la vida cotidiana  16.1. Medicamentos y su clasificación (analgésicos, antipiréticos, antibióticos, antiácidos)  16.2. Químicos en alimentos y cosméticos (conservantes, edulcorantes artificiales, antioxidantes)  16.3. Agentes de limpieza y detergentes (jabones, detergentes sintéticos, surfactantes)  16.4. Química Ambiental (Contaminación, Química Verde, Química Sostenible)

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Adsorción y sus tipos (Fisisorción y Quimisorción)


En el fascinante mundo de la química de superficies, el concepto de adsorción juega un papel clave en la comprensión de cómo las partículas interactúan con las superficies. La adsorción es el proceso por el cual átomos, iones o moléculas de un gas, líquido o sólido disuelto se adhieren a una superficie. Este proceso es diferente de la absorción, en la cual una sustancia se difunde en un líquido o sólido para formar una solución. La adsorción es un fenómeno de superficie, lo que significa que ocurre solo a nivel de superficie de las sustancias.

¿Qué es la adsorción?

La adsorción se puede definir como la adhesión de átomos, iones, biomoléculas o moléculas de un gas, líquido o sólido disuelto a una superficie. Este proceso forma una película del adsorbato sobre la superficie del adsorbente. El adsorbente es la sustancia que se deposita en la superficie del adsorbente, mientras que el adsorbente es la sustancia a la que se adhieren las partículas.

Ejemplo visual:

Superficie (absorbente) molécula de gas (adsorbato)

Esta ilustración muestra moléculas de gas (el adsorbato) adhiriéndose a la superficie de un sólido (el adsorbente).

El proceso de adsorción puede ser afectado por varios factores, tales como la naturaleza del adsorbente y la sustancia adsorbida, temperatura, presión y área de superficie. Generalmente, un área de superficie más grande facilita una mayor adsorción porque más partículas pueden adherirse a la superficie.

Tipos de adsorción

La adsorción se puede clasificar en dos tipos dependiendo de la naturaleza de las fuerzas involucradas: fisisorción y quimisorción. Cada tipo exhibe diferentes características y es impulsado por diferentes fuerzas.

Adsorción física

La fisisorción es impulsada por fuerzas débiles de van der Waals. Estas fuerzas son relativamente débiles comparadas con los enlaces químicos, por lo que la fisisorción es generalmente reversible. Aquí, el adsorbente se une a la superficie del adsorbente a través de interacciones débiles, y no hay un cambio significativo en la estructura electrónica de las moléculas del adsorbato.

Algunas de las características destacadas de la fisisorción son las siguientes:

  • Fuerza débil: Las fuerzas involucradas son débiles fuerzas de van der Waals.
  • Reversibilidad: Dado que las fuerzas son débiles, el proceso es generalmente reversible.
  • Baja energía de activación: La energía requerida para iniciar la adsorción física suele ser baja.
  • Adsorción multi-capa: Puede formar múltiples capas de moléculas adsorbidas.
  • Efecto de temperatura: Generalmente, la fisisorción disminuye con el aumento de la temperatura porque una mayor energía cinética se opone al proceso de adsorción.

Ejemplo: La adsorción de gas nitrógeno (N 2) en la superficie de carbón activado es un ejemplo de adsorción física. Las moléculas de nitrógeno se adhieren a la superficie debido a débiles fuerzas de van der Waals.

Quimisorción

La quimisorción implica la formación de fuertes enlaces químicos entre el adsorbato y la superficie del adsorbente. Este tipo de adsorción resulta en cambios significativos en la estructura electrónica del adsorbato, haciéndolo más estable.

Algunas características importantes de la quimisorción son las siguientes:

  • Fuerzas fuertes: Los enlaces químicos son fuertes, como los enlaces covalentes o iónicos.
  • Irreversible: Debido a los fuertes enlaces, la quimisorción suele ser irreversible.
  • Alta energía de activación: Este proceso requiere una energía de activación más alta que la fisisorción.
  • Adsorción monocapa: Generalmente implica una monocapa de moléculas adsorbidas.
  • Efecto de temperatura: La quimisorción generalmente aumenta con el aumento de temperatura porque esto proporciona energía para superar barreras de activación.

Ejemplo: La adsorción de gas hidrógeno (H 2) en la superficie de un metal como el níquel implica la formación de un enlace químico entre las moléculas de hidrógeno y el metal, lo cual es un ejemplo de quimisorción.

Comparación de fisisorción y quimisorción

Tanto la fisisorción como la quimisorción juegan papeles importantes en varios procesos químicos. Las diferencias entre estos dos tipos de adsorción son significativas:

Aspecto Adsorción física Quimisorción
Fuerza de atracción Débil fuerza de van der Waals Fuertes enlaces químicos
Reversibilidad Generalmente reversible Suele ser irreversible
Energía de activación Menor Alta
Dependencia de la temperatura Disminuye con el aumento de temperatura Aumenta con el aumento de temperatura
Creación de capas Múltiples capas posibles Generalmente una monocapa

Aplicaciones de la adsorción

La adsorción tiene numerosas aplicaciones en la industria y la tecnología. Aquí hay algunos ejemplos notables:

  • Máscara de gas: El carbón activado absorbe gases tóxicos, permitiendo inhalar aire limpio.
  • Purificación de agua: Los filtros de carbón activado utilizan adsorción para atrapar impurezas en el agua.
  • Catalisis industrial: Las superficies metálicas adsorben las moléculas reactantes, aumentando la eficiencia de reacción.
  • Cromatografía: Una técnica para separar componentes basada en la adsorción en una mezcla.
  • Usos medicinales: La adsorción se utiliza en sistemas de liberación de fármacos y desintoxicación.

Factores que afectan la adsorción

Varios factores pueden afectar la extensión de la adsorción:

  1. Naturaleza del adsorbato y adsorbente: La estructura molecular, polaridad y naturaleza química afectan la adsorción.
  2. Área de superficie del adsorbente: Un área de superficie más grande proporciona más espacio para la adsorción.
  3. Temperatura: A medida que la temperatura aumenta, la adsorción física generalmente disminuye, mientras la quimisorción puede aumentar.
  4. Presión del gas adsorbido: Una presión más alta generalmente resulta en mayor adsorción, hasta la saturación.

El estudio y la aplicación de la adsorción es una parte integral de varios avances científicos y tecnológicos. Comprender los intrincados detalles de la fisisorción y la quimisorción es clave para optimizar procesos en catálisis, tecnologías de separación y ciencia ambiental.


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Adsorción y sus tipos (Fisisorción y Quimisorción)

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