FISICOQUÍMICA

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 recaba primero todos los datos necesarios para la definición de los gases, líquidos, sólidos, soluciones y dispersiones coloidales a fin de sistematizarlos en leyes y darles un fundamento teórico. Luego se establecen las relaciones de energía en las transformaciones físicas y químicas y se tratan de predecir con que magnitud y con qué velocidad se producen, determinándose cuantitativamente los factores reguladores. En este sentido deben tomarse en cuenta las variables comunes de la temperatura, presión y concentración, sino además los efectos de la interacción estrecha de la materia misma en cuanto a su naturaleza y estructura.

Para realizar este propósito la fisicoquímica se apoya ampliamente en la experimentación, cuyos métodos y técnicas desempeñan un papel tan importante como las leyes y métodos físicos y matemáticos.

En posesión de los datos necesarios, la fisicoquímica procede a correlacionarlos con fines teóricos en virtud de los dos métodos generales de ataque, que son el termodinámico y el cinético. En el primero se usan las leyes fundamentales de la termodinámica para obtener conclusiones basadas en las relaciones de energía que ligan las etapas iníciales y finales de un proceso. Evitando las etapas intermedias de los procesos, esto es la termodinámica nos permite obtener muchas deducciones válidas sin conocer los detalles particulares de aquellas. El enfoque cinético exige para su operación una descripción muy específica y detallada de los procesos y a partir del mecanismo postulado, es factible deducir la ley del proceso total y sus diferentes etapas.

La diferencia principal entre un químico y un ingeniero químico es que el primero realiza las reacciones y operaciones en pequeña magnitud en cambio el ingeniero las efectúa en escala comercial (operaciones unitarias). Para transferir una operación del laboratorio a una planta, el ingeniero debe poseer la habilidad de aplicar los principios de la ingeniería y la economía, pero al mismo tiempo debe entender la naturaleza química de los procesos con los que está tratando y para eso necesita a la fisicoquímica. De hecho el ingeniero químico ha sido descrito como un fisicoquímico practico y desde ese punto de vista, muchos aspectos de la ingeniería química se encuentran en el dominio de la fisicoquímica y pueden tratarse en función de sus respectivas leyes.

Esta rama de la química es donde sucede un cambio de distintas ciencias, es decir se combina la química, la física, la electroquímica, la mecánica cuántica y la termodinámica y en esta combinación las funciones matemáticas representan interceptaciones a nivel atómico estructural y a nivel molecular. También podemos decir que están relacionados con la química física los cambios de presión, cambios de calor, de volumen, cambios de temperatura y todos los trabajos en sistemas tanto sólidos, líquidos o gaseosos.

La Fisicoquimíca es una parte esencial  en el estudio de la ciencia de materiales y la química física moderna tiene firmes bases en la física pura e incluyen áreas de estudio muy importantes como la cinética, dinámica química, termoquímica, química cuántica, electroquímica, mecánica estadística, energética, química del estado sólido, superficies y espectroscopia.

A esta rama de la química la podemos definir como la rama que estudia los principios de las propiedades y comportamiento de los sistemas químicos, este estudio lo podemos hacer a dos niveles, que son microscópicos y macroscópicos:

Macroscópico: Es cuando se estudian las propiedades de cantidades bastante importantes de la materia.

Microscópico: Es cuando se trabaja con las moléculas y los átomos.

Vamos a describir un poco algunas de las ramas de la fisicoquímica.

Mecánica cuántica: Es la que rama de la química física que estudia la estructura atómica, la espectroscopia y los enlaces en las moléculas.

Mecánica estadística: Es la rama de la química física que permite a los químicos obtener propiedades macroscópicas de un sistema gracias a las propiedades moleculares y atómicas.

Cinética: Es la rama que estudia los procesos de difusión, la velocidad de las reacciones químicas y el flujo de carga en una célula electroquímica.

Termodinámica: Esta es la rama que investiga las propiedades de equilibrio de un sistema, también estudia los cambios que se producen dichas propiedades durante un proceso.