Termoquimica

TERMOQUÍMICA
CONTENIDOS
1.2.3.Sistemas, estados y funciones de estado. Primer principio de la Termodinámica. Energía interna y entalpía. Reacciones a volumen y a presión constante.
3.1. Relación entre ambas.

4.-

Entalpía estándar de reacción.
4.1. Ecuaciones termoquímicas.

5.6.7.8.-

Entalpía estándar de formación. Ley de Hess. Cálculo de las entalpías de reacción a partir deentalpias de formación. Energía o entalpía de enlace de enlace.
8.1. Cálculo de la energía de reacción a partir de entalpías de enlace aplicando la ley de Hess.

9.-

Entropia.
9.1. 9.2. Segundo principio de la termodinámica. Tercer principio de la termodinámica.

10.- Energía libre de Gibbs. 11.- Espontaneidad temperatura. de las reacciones químicas. Influencia de la

SISTEMAS
Es una partepequeña del universo que se aísla para someterla a estudio. El resto se denomina ENTORNO.

Pueden ser:  Abiertos (intercambia materia y energía con el entorno).  Cerrados (no intercambia materia y sí energía).  Aislados (no intercambia ni materia ni energía). En las reacciones químicas: SISTEMAS = Conjunto de Sustancias químicas (reactivos y productos)

DEFINICIÓN DE TERMOQUÍMICA.
Es laparte de la Química que se encarga del estudio del intercambio energético de un sistema químico con el exterior. Hay sistemas químicos que evolucionan de reactivos productos desprendiendo energía. Son las reacciones exotérmicas. Otros sistemas químicos evolucionan de reactivos productos precisando energía. Son las reacciones endotérmicas. a

a

VARIABLES DE ESTADO
Son magnitudes que puedenvariar a lo largo de un proceso (por ejemplo, en el transcurso de una reacción química) Ejemplos:  Presión.  Temperatura.  Volumen.  Concentración.

FUNCIONES DE ESTADO
Son variables de estado que tienen un valor único para cada estado del sistema. Su variación sólo depende del estado inicial y final y no del camino desarrollado.

Son funciones de estado: Presión, temperatura, energíainterna, entalpía. NO lo son: calor, trabajo.

PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA
ENERGÍA INTERNA (U): Es la energía total del sistema, suma de energías cinéticas de vibración, etc, de todas las moléculas.  Es imposible medirla.  En cambio, sí se puede medir su variación.

Actualmente, se sigue el criterio de que toda energía aportada al sistema (desde el entorno) se considera positiva,mientras que la extraída del sistema (al entorno) se considera negativa. Así, Q y W > 0 si se realizan a favor del sistema. U es función de estado.

CALOR A VOLUMEN CONSTANTE (QV)
Es el intercambio de energía en un recipiente cerrado que no cambia de volumen. Si V = constante, es decir, V = 0  W = 0 

CALOR A PRESIÓN CONSTANTE (QP)
La mayoría de los procesos químicos ocurren a presiónconstante, normalmente la atmosférica. En este caso, como p = cte, se cumple que W = – p · V (el signo negativo se debe al criterio de signos adoptado). Si V > 0 el sistema realiza un trabajo hacia el entorno y en consecuencia pierde energía.

U = Qp – p x V U2 – U1 = Qp – p Qp + U1 + p x V 1 = U2 + p x V2

x

(V2 – V1)

Llamaremos entalpía “H” a ―U + p x V‖ de manera que: H1 = U1 + p x V1 Con lo que queda: H2 = U2 + p x V2 Qp + H1 = H2 

H es una función de estado.

Relación Qv con Qp. En gases aplicando la ecuación de los mismos: pxV=nxRxT Si p y T son constantes, la ecuación se cumplirá para los estados inicial y final: (p x V1 = n1 x R x T) (p x V2 = n2 x R x T) con lo que restando ambas expresiones también se cumplirá que: p x V = n x R x T Como H = U + p x V secumplirá que:

En reacciones de sólidos y líquidos apenas se produce variación de volumen y Qv  Qp, es decir: Ejercicio A: En termoquímica el valor de R suele tomarse en unidades del sistema internacional. Ya sabes que R = 0,082 atm·l·mol-1·K-1. Determina el valor de R en

el S.I con sus unidades (Recuerda que la atm es equivalente a la presión que ejerce una columna de 76 cm de mercurio de...