Termoquimica

Que es la termoquímica:

La Termoquímica es una subdisciplina de la fisicoquímica que estudia los cambios de calor en procesos de cambio químico, como lo son las reacciones químicas. Se puede considerar que las reacciones químicas se producen a presión constante (atmósfera abierta, es decir, P=1 atm), o bien puede considerarse que se producen a volúmen constante (el del receptáculo donde seestén realizando).




Leyes de la termoquímica:

• La ley de conservación de la energía. Fue enunciada por Mayer en 1842 y por Helmholtz en 1847, y establece que la energía ni se crea ni se destruye. Siempre que una cantidad cualquiera de una de las formas de energía desaparece, se produce una cantidad exactamente equivalente de otra u otras formas. Esta afirmación se conoce también con elnombre de primer principio de la Termodinámica.
A la luz de los conocimientos actuales sobre la naturaleza y convertibilidad recíproca de la materia y la energía, esta ley continúa siendo válida a escala macroscópica, pero no en el campo de las transformaciones nucleares.
Por ejemplo, un motor de un automóvil transforma su energía en trabajo, para mover el auto, y en calor, pero la suma de estasdos energías siempre serán iguales a la energía inicial.
• Ley de Lavoisier y Laplace. Enunciada en 1780 por Lavoisier y Laplace, establece que: .
• Ley de Hess. Hess en 1840 enunció una ley fundamental de la termoquímica, según la cual: la cantidad total de calor desprendida en una transformación química dada, esto es, partiendo de un estado inicial y llegando a otro final es siempre la misma,independientemente de que aquella se realice en una o varias fases. La experiencia ha demostrado que el calor de formación de un compuesto a partir de sus elementos no depende del método empleado, lo mismo que sucede con la tonalidad térmica de una reacción respecto al tiempo invertido.
Ejemplo:
La reacción de síntesis del acetileno, C2H2, es :
2 C(grafito) + H2(g) = C2H2(g) Calcula suvariación de entalpía a partir de las siguientes ecuaciones:

a) C(grafito) + O2(g) = CO2(g) ; DHa= -393,5 kJ
b) H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ; DHb=-285,8 kJ
c) 2 C2H2(g) + 5 O2(g) = 4 CO2(g) + 2 H2O(l) ; DHc=-2598,8 kJ
Necesitamos obtener una ecuación que contenga sólo C y H2 en el primer miembro y C2H2 en el segundo, por lo que es preciso eliminar O2, CO2 y H2O. Dicha ecuación puede obtenerse apartir del algoritmo: 2·a + b - 1/2·c
Llevamos a cabo las operaciones indicadas y sumamos las ecuaciones intermedias y sus entalpías:
2 C(grafito) + 2 O2(g) = 2 CO2(g)
H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l)
2 CO2(g) + H2O(l) = C2H2(g) + 5/2 O2(g)
2 C(grafito) + H2(g) = C2H2(g)
La variación de entalpía de la reacción es
DH = 2·DHa + DHb - 1/2·DHc = 226,6 kJ

• Ley de Kirchhoff. Se refiere al efecto de latemperatura sobre el calor de reacción. El calor de reacción es la diferencia entre la suma de entalpías de los reactivos y de los productos de la reacción, pero como unos y otros difieren en el color que absorben al variar de temperatura, por ser distinta su capacidad calorífica, el calor de reacción varía con la temperatura. Si la capacidad calorífica de los reactivos es mayor que la de losproductos, el calor de reacción será mayor a temperatura más elevada y, a la inversa, si es mayor la de los productos, el calor de reacción disminuirá al elevar la temperatura. La ley de Kirchhoff dice que: la variación de la cantidad de calor producida en una reacción química, por cada grado que se eleva la temperatura, es igual a la diferencia entre la suma de las capacidades caloríficas molares delos reactivos y de los productos de la reacción.
• Ley del calor de mezcla. Enunciada por Hess, establece que cuando se mezclan dos soluciones salinas diluidas no se desprende ni se absorbe calor, siempre y cuando no se forme un precipitado o se desprenda un gas.
Ejemplo:
Na+NO-3 q + K+Cl-q => Na+ Cl-q + K+ NO-3 q H = 0
Como en ambos miembros de la ecuación aparecen los mismos iones, en...