Tema 6 Termoqu EDmica

Tema 5

“Hidrologia”

Química: Ciencia que estudia
la materia y sus transformaciones
Hidrologia: La energía de las reacciones químicas

CONTENIDO
1.- Calor de reacción
2.- Entalpía estándar de reacción
Entalpía estándar de formación

3.- Leyes Termoquímicas
Ley de Lavoassiare-Laplace
Ley de Hess

4.- Efecto de la temperatura en las entalpías de reacción
5.- Variación de entropía y de energíalibre de reacción

1.

CALOR DE REACCIÓN.

a A + b B + ….

c C + d D + ….

Estado Inicial

Estado Final

Reacciones
químicas

• Exotérmicas (Q < 0)
• Endotérmicas (Q > 0)

El calor de reacción se mide en un calorímetro

Recipiente Adiabático

• Exotérmicas (Q < 0)

 T > 0

• Endotérmicas (Q > 0)

 T < 0

• Exotérmicas (Q < 0)

Recipiente Diatérmico

Qv = U = Uprod - Ureac
Qp = H = Hprod -Hreac
Sí

• Endotérmicas (Q > 0)

H = U + (PV) = U + PV
¿Intervienen
gases? (G.I)

H = U + (nRT)
H = U + RTngas

 T = 0

No

H U
Si T=cte

2.

ENTALPÍA ESTÁNDAR DE REACCIÓN.

Entalpía estándar de reacción (HTº): H de la reacción a T,
cuando los números estequiométricos de moles de los reactivos puros,
separados y en sus estados estándar a T, se transforman en los númerosestequiométricos de moles de los productos puros, separados, en sus
estados estándar a la temperatura T.

a A + b B + ….

c C + d D + ….

0
H 0T  H 0f ,T  H i,T
 (cH 0C,T  dH 0D,T  ...)  (aH 0A,T  bH 0B,T  ...)

H    i H
0
T

0
i,T

Para hacer el balance energético se considera que las reacciones tienen lugar hasta
el consumo total de los reactivos

Estado estándar de una sustancia a T :
•Sólido o Líquido :

sustancia pura a T y 1 bar.

• Gas :

gas ideal a T y 1 bar.

• Disoluciones Ideales
(Sólidas o líquidas) :

sólidos o líquidos puros a la T y P de la disolución.

• Disoluciones
• Disolvente: sólido o líquido puro a T y P de la disolución.
Diluidas Ideales : • Soluto: sustancia a la T y P de la disolución, cuyas

propiedades son extrapoladas de las del soluto en
disoluciones muydiluidas, pero en el límite de s=1

• Disoluciones Reales : • Convenio de las Disoluciones Ideales.

• Convenio de las Disoluciones Diluidas Ideales

Estado de referencia de una sustancia a T :
La forma más estable de un elemento a T y P=1bar

a A + b B + ….

c C + d D + ….

0
H 0T   i H i,T

¿Cuánto vale

H

o
i,T

?

Arbitrariamente: La entalpía normal de formación de cualquier
elementoen su forma de referencia a la temperatura T, es cero
Ej: Br2 (líquido) a P=1bar y T < 331,5 K
Br2 (gas) a P=1bar y T > 331,5 K

H 0f ,400 K (Br2(liq) )  ? Br2 (gas)

Br2 (liq)

H f ,T  0
0

H f ,T  0
0

H 0f ,400 K (Br2(liq) )  H 0condensacion,400 K

Entalpía normal de formación a T: El cambio de H en la reacción de
formación de 1mol de sustancia en su estado normal a T, a partir de loselementos que la constituyen en su forma de referencia a T
C (grafito, 307K, P )
0

C (grafito, 307K, P0)

H f ,T  0
0

C (diamante, 307K, P0) H f ,307 K C (diamante)
0

 1, 9KJ / mol

Entalpía normal de formación a T: H 0f,T (C 2 H 5OH (liq) )  ?

1

2C (grafito,T,P )  3H 2 ( gas ,T ,P ) 
0

0

2

O 2 ( gas ,T ,P

0

)

 C 2 H 5 OH (liquido,T,P

0

)

H0T  H 0f ,T (C2 H 5OH (liq) ) 2H 0f ,T (C(graf ) )  3H 0f ,T (H 2(g) )  1 H 0f ,T (O 2(g) )
2
(medida experimental)

Hfº (O2, gas, 25ºC) = 0 kJmol-1

Hfº (C, sol, 25ºC) = 0 kJmol-1

Hfº (H2, gas, 25ºC) = 0 kJmol-1

H25ºCº (C2H5OH, liq ) = -277.69 kJmol-1

Se miden algunas Hf,Tº, y se tabulan, lo que permite calcular las
entalpías normales de reacción HT0 :
H T 
0


prod

 prod H f,T (prod) 
0


reac

 reac Hf,T (reac)
0

a A + b B + ….

c C + d D + ….

H

Reactivos
aA + bB
en sus estados normales
T, P0

0
T

(1)
(1)

Productos
cC + dD
en sus estados normales
T, P0

(2)
(2)
Elementos en sus
estados de referencia
T, P0

H1  aH f0,T (A)  bH f0,T (B)
H 2  cH f0,T (C)  dH f0,T (D)

H 0T  H1  H 2    i H f0,T

Medida de la entalpía de formación de un compuesto
Elementos
estado...