Termoquimica.upiicsa

TERMOQUIMICA
La Termoquímica se encarga de estudiar las características de una reacción química, con respecto al requerimiento o liberación energética implicada en la realización de los cambios estructurales correspondientes. Si la energía química de los reaccionantes es mayor que la de los productos se produce una liberación de calor durante el desarrollo de la reacción, en caso contrario senecesita una adición de calor. Esto hace que las reacciones se clasifiquen en exotérmicas o endotérmicas según que liberen o requieran calor. La reacción entre hidróxido de sodio y ácido clorhídrico es altamente exotérmica, mientras que la reacción de formación de óxido de magnesio a partir de oxígeno y magnesio es endotérmica. Ecuaciones Termoquímicas En termoquímica las reacciones químicas seescriben como ecuaciones donde además de las fórmulas de los componentes se especifica la cantidad de calor implicada a la temperatura de la reacción, y el estado físico de los reactivos y productos mediante símbolos "s" para sólidos, "g" para gases, "l" para líquidos y "ac" para fases acuosas. El calor de una reacción, QR, usualmente se expresa para la reacción en sentido derecho y su signo indica sila reacción es exotérmica o endotérmica, de acuerdo a que si Reacción exotérmica : QR < 0 Reacción endotérmica : QR > 0 La siguiente reacción está escrita en forma de ecuación termoquímica: Fe2O3 (s) + 3C(grafito) ↔ 2Fe(s) + 3CO(g) QR = 492,6 KJ/mol

porque se expresan los estados de sus componentes y el calor de reacción en condiciones estándares. Se entiende que 492.6 KJ es la cantidad decalor requerido en la reacción, por cada mol de óxido férrico que reacciona en estado sólido a 25'C y 1 atmósfera de presión

Termoquímica La siguiente reacción escrita en forma termoquímica: 2H2S(g) + Fe(s) ↔ FeS2(s) + 2H2(g) QRo = -137 KJ/mol

muestra que es exotérmica y que por cada 2 moles de sulfuro de hidrógeno en forma gaseosa que reaccionan se liberan 137 KJ de calor en condicionesestándares, indicado esto mediante el superíndice colocado sobre el símbolo. Calor de formación de una sustancia Es la cantidad de calor liberado o absorbido en la reacción de formación de un mol de una sustancia a partir de sus elementos constituyentes. La reacción de formación del bromuro de hidrógeno gaseoso a partir de sus elementos componentes en estado gaseoso y su correspondiente calor deformación, a condiciones estándares, es: ½ H2(g) + ½ Br2(g) ↔ HBr(g) Qf0 = -36,38 KJ/mol

Los compuestos como el bromuro de hidrógeno gaseoso se denominan compuestos exotérmicos porque su reacción de formación es exotérmica, en caso contrario se llaman compuestos endotérmicos. Es importante notar que el cambio en el estado material de alguno de los componentes de una reacción química producirá un cambioen la cantidad de calor implicada y/o en la naturaleza energética de la reacción. En la reacción de formación del agua no hay diferencias estructurales al obtenerla en forma gaseosa o líquida, pero energéticamente es mayor la cantidad liberada cuando se forma un mol de agua líquida con respecto a la cantidad liberada cuando se forma un mol de agua gaseosa, como se puede observar en las siguientesreacciones de formación H2(g) + 1/2 O2(g) ↔ H2O(g) Qf0 = -241.814 KJ/mol. H2(g) + 1/2 O2(g) ↔ H2O(1) Qf0 = -285,830 KJ/mol Los calores de formación son determinados experimentalmente y para su estimación se asume que el calor de formación de los elementos en estado libre y en condiciones estándares es cero. La Tabla 1 muestra los calores de formación de un conjunto de compuestos en condicionesestándares

100

Termoquímica Calor de reacción Es el calor liberado o absorbido en una reacción a condiciones determinadas. Es una propiedad termodinámica de estado cuyo valor, depende principalmente, de la temperatura de la reacción y se calcula por la diferencia entre las energías químicas de los productos, Ep, y los reaccionantes, Er, es decir, QR = Ep - Er Cuando la suma de los...