termodinamica

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MATURITA DE QUÍMICA

TERMODINÁMICA QUÍMICA
1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS ELEMENTALES.
2. PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA.
3. ECUACIONES TERMODINÁMICAS.
4. ENTALPÍA DE REACCIÓN. LEY DE HESS.
5. DIAGRAMAS DE ENTALPÍA.
6. SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA. ENTROPÍA.
7. CRITERIOS DE ESPONTANIEDAD.
8. ACTIVIDADES.
1.- INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS ELEMENTALES.
El estudio de loscambios energéticos es muy importante dentro del campo de la Química, ya que las
reacciones químicas van siempre acompañadas de transferencia de energía. La parte de la química que
estudia las relaciones entre la energía y los cambios químicos se llama Termodinámica Química.

Se llama Sistema termodinámico a cualquier porción del Universo que sea objeto de estudio y que está
separada del resto poruna superficie cerrada, ya sea real (paredes de un depósito) o imaginaria (la
atmósfera de la Tierra). Ejemplos de sistemas termodinámicos son el agua de un vaso; el aire, la gasolina y
el aceite del cilindro de un motor, un océano, una estrella, una reacción química, el butano de una bombona,
una pila eléctrica y un ser vivo.
Se llama Entorno (alrededores, exterior) al resto del Universo queno constituye el sistema.
Los sistemas termodinámicos se relacionan con el medio que los rodea intercambiando materia y/o energía.
Según esto, pueden ser:
- Abiertos: intercambian materia y energía con el entorno. Ej: vaso de agua, lago
- Cerrados: intercambian energía, pero no materia, con el entorno. Ej: agua en recipiente hermético,
bombilla
- Aislados: no intercambian ni materia nienergía. Ej: agua en un recipiente con paredes aislantes, termo.
Un vaso de agua es un sistema abierto porque puede calentarse y enfriarse (intercambio de
energía con el entorno) y también puede evaporarse, condensarse vapor de agua del exterior o puede caer
polvo (intercambio de materia).
La misma agua dentro de un recipiente que cierre herméticamente es un sistema cerrado (ya no
puedeintercambiar materia, aunque es posible el intercambio de energía).
Si este recipiente se protege con paredes aislantes de manera que sea imposible que se caliente,
se enfríe o entre cualquier tipo de radiación, es un sistema aislado (lo cual es prácticamente imposible).

Se define Fase como la parte del sistema con composición y propiedades homogéneas.
En un vaso de agua con hielo hay tres fases:sólida (hielo), líquida (agua) y vapor (vapor de
agua).
En una mezcla de agua y aceite hay dos fases, ambas líquidas.
En una disolución de azúcar en agua hay una sola fase líquida.
Los sistemas pueden ser:
a)
Homogéneos: constan de una sola fase. Ej. Reacciones químicas en las que todos sean gases o
todos sean líquidos o el gas en una bombona
2 CO (g) + O2 (g) → 2 CO2 (g)

Rafael A. MedelMartínez
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b)
Heterogéneos: constan de más de una fase. Ej. Combustión de glucosa o una mezcla de agua y
hielo en equilibrio a 0 ºC.
C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) → 6 CO2 (g) + 6 H2O (g)
El estado de un sistema tiene como variables principales la composición química y la concentración de sus
componentes. Conocer el estado de un sistema es conocer su composición,situación y energía en un
momento determinado así como otras variables como la presión, la temperatura, el volumen, la densidad,
etc.. que sirven para describirlo.
Ejemplo: en la mezcla de aire, gasolina y aceite de motor su estado se determina por la P, T y V de
la mezcla.
Las magnitudes que sirven para conocer el estado de un sistema termodinámico se denominan variables
termodinámicas ovariables de estado (presión, volumen, temperatura, densidad, número de moles). Se
pueden dividir en:
a) Variables intensivas: variables cuyo valor no depende de la cantidad de materia del sistema. Ej:
presión, temperatura, densidad, concentración
b) Variables extensivas: variables cuyo valor depende de la cantidad de materia del sistema. Ej:
masa, volumen
Se denominan funciones de estado a...