Formulari Essencial de Física i Química: Conceptes, Fórmules i Experiments
Energia i Cinètica Química
Energia
- Afinitat electrònica: A(g) → A-(g)
- Energia d'ionització: A(g) → A+(g)
- Energia reticular: A-(g) + B+(g) → AB(s)
- Calor específica: Q = m · c · ΔT
Cinètica Química
Velocitat de reacció: v = k · [A]m · [B]n
Equilibri Químic
- Constant d'equilibri (Kc): Kc = [A]a · [B]b / ([C]c · [D]d)
- Constant d'equilibri (Kp): Kp = pAa · pBb / (pCc · pDd)
- Relació Kp i Kc: Kp = Kc(RT)Δn
Àcid-Base
- Constant d'acidesa (Ka): Ka = [A-] · [H3O+] / [HA]
- Constant de basicitat (Kb): Kb = [HB+] · [OH-] / [B]
- Indicadors: Permeten determinar el pH aproximat. La forma molecular i la ionitzada són de colors diferents (forma àcida: color A; forma bàsica: color B).
Reaccions Redox
- Reducció: Pèrdua d'electrons (oxidant) / ànode
- Oxidació: Guany d'electrons (reductor) / càtode
- Sentit dels electrons: ànode → càtode
- Intensitat de corrent: I = Q / t
- Energia lliure de Gibbs: ΔG = -n · F · E
Precipitació
Producte de solubilitat (Kps): Kps = [A-]a · [B+]b
Espectres
- Energia d'un fotó: E = h · f
- Equivalència massa-energia: E = m · c2
Diagrama de Fase
El punt triple correspon a unes condicions de pressió i temperatura en les quals coexisteixen en equilibri les tres fases d'una substància: fase sòlida, fase líquida i fase vapor (o gas).
El punt crític correspon a una condició de pressió i temperatura per damunt de la qual la substància té propietats intermèdies entre líquid i gas (s'anomena fluid supercrític).
Valoració Àcid-Base: Procediment
- S'omple la bureta amb la solució aquosa de NaOH, evitant que es formin bombolles d'aire dins de la bureta.
- S'enrasa el volum de NaOH de la bureta (a zero o a un altre volum).
- Amb la pipeta aforada (i la propipeta) s'agafen 5 mL d'àcid acètic i es transvasen a l'erlenmeyer. Es pot afegir una mica d'aigua destil·lada per rentar les parets de l'erlenmeyer.
- S'afegeixen 2-3 gotes de l'indicador àcid-base a l'erlenmeyer.
- S'obre la clau de la bureta i s'afegeix NaOH, tot agitant contínuament l'erlenmeyer, fins observar un canvi de color de la solució (per exemple, d'incolor a rosat, si s'utilitza fenolftaleïna).
- Es tanca la clau de la bureta i s'anota el volum consumit de NaOH.
Corba de Valoració: Obtenció
- En un vas de precipitats s'hi transvasen quantitativament 25 mL de solució de HCl 0,01 M amb l'ajut d'una pipeta i una propipeta.
- En una bureta s'hi col·loca la solució de NaOH 0,01 M i s'enrasa a un determinat volum (per exemple, zero), procurant que a la bureta no hi quedi cap bombolla d'aire.
- En el vas on hi ha el HCl s'hi col·loca un elèctrode de vidre connectat a un pH-metre (o un sensor que permeti fer una mesura proporcional al pH). Es mesura el pH inicial (volum de NaOH afegit igual a 0 mL).
- S'afegeix un determinat volum de NaOH (cal mesurar-lo) i s'anota el pH de la solució. Això es repeteix per tenir un conjunt de pHs per a diferents volums afegits de NaOH, tot sobrepassant el punt d'equivalència.
- Es representen els valors experimentals de pH vs. Volum de NaOH i s'obté la corba de valoració.
Electromagnetisme i Ones
Camp Elèctric
Intensitat de camp elèctric: E = ΔV / d
Camp Magnètic
- Força magnètica (Lorentz): F = Q(v x B)
- Selector de velocitats: v = E / B = ΔV / (B · d)
- Espectròmetre de masses: R = m · ΔV / (d · Q · B' · B)
- Ciclotró (força centrípeta): |Q| · v · B = m · v2 / R
- Força sobre un conductor: F = I · (l x B)
- Camp magnètic d'un conductor rectilini: B = μ · I / (2π · r)
- Camp magnètic d'una espira: B = μ · I / (2 · r)
- Camp magnètic d'un solenoide: B = μ · n · I (on n = N/L)
- Transformador: Vp / Vs = Is / Ip = np / ns
Ones
- Equació d'ona (general): y(x,t) = A · sen (ωt - kx) = A · sen 2π(t/T - x/λ)
- Ona estacionària: y(x,t) = 2A · sen(kx) · cos(ωt)
- Longitud d'ona en tubs oberts/cordes: L = x = nλ / 2
- Energia d'una ona: E = 2 · mπ2 · f2 · A2
- Relació Intensitat-Amplitud-Distància: I₁ / I₂ = A₁2 / A₂2 = r₂2 / r₁2
- Nivell d'intensitat sonora (decibels): β = 10 · log(I / I0)