Termoquimica

Capítulo 6

Fisicoquímica

ciclo escolar 2013-2014

CAPÍTULO 6. TERMOQUÍMICA
La termoquímica es el estudio de los cambios energéticos ocurridos durante las
reacciones químicas.
CALOR DE REACCIÓN
Las reacciones químicas van acompañadas en general de una evolución o absorción de
calor, debido a las diferencias de estructuras moleculares y, por ende, de energía de los
productos y losreactivos; por ejemplo, si los productos de una reacción poseen mayor
energía como resultado de su estructura, en comparación con la de los reactivos, es
necesario proporcionar energía con el fin de que se logre dicha reacción.
Existe gran variedad de reacciones químicas posibles, cada una de las cuales se puede
desarrollar de diferentes maneras. Para cada reacción efectuada en una formaparticular
se tiene un efecto térmico específico. Sería absolutamente imposible tabular todos los
efectos térmicos posibles resultantes de reacciones químicas por lo cual es preciso
contar con métodos para calcular el efecto térmico de cualquier reacción a partir de
datos para tipos específicos de reacciones efectuadas en alguna forma estándar. Estos
métodos reducen la cantidad de datos necesarios aun mínimo.
Si tiene lugar una reacción química en un sistema, la temperatura del sistema
inmediatamente después de la reacción es en general diferente a la temperatura
inmediata anterior a la reacción. Para que el sistema recupere su temperatura inicial,
debe fluir calor desde o hacia el entorno. Si el sistema está más caliente después de la
reacción, debe fluir calor hacia el entorno paraque el sistema recupere su temperatura
inicial. En este caso, la reacción es exotérmica. Por la convención de flujo de calor, el
calor de reacción es negativo. Si el sistema está más frío después de la reacción, debe
fluir calor desde el entorno para que el sistema recupere su temperatura inicial. En este
caso, la reacción es endotérmica y el calor de reacción es positivo. El calor de unareacción es el calor tomado del entorno en la transformación de reactivos a T y P a
productos a las mismas T y P.
En el laboratorio, la mayoría de las reacciones químicas se realizan a presión constante;
por tanto, el calor transferido desde el entorno es igual al cambio en la entalpía del
sistema.
La cantidad exacta de calor precisada para una reacción en particular depende de las
temperaturasde los reactivos y los productos. Para tener una base consistente con el fin
de analizar los efectos térmicos de reacción, el calor de reacción se ha definido para el
proceso en particular en que los productos se restauran a la misma temperatura que los
reactivos. Además, de esta manera se evita confundir el cambio de entalpía relacionado
con un cambio de presión o de temperatura del sistema.La entalpía molar Ĥ de cualquier sustancia es una función de T y P, Ĥ = (T, P).
Escogiendo P = 1 atm como presión estándar, definimos la entalpía molar estándar, de
una sustancia por medio de Ĥ°
Ĥ° = Ĥ(T, 1 atm)
De aquí queda claro que Ĥ° es una función sólo de la temperatura. El superíndice cero
de cualquier cantidad termodinámica indica el valor de esa cantidad a la presión
estándar. Sehan encontrado unos cuantos estados estándar lo suficientemente
convenientes para tener aplicaciones generales. En el caso de los gases, el estado
estándar se considera como el gas puro en el estado de gas ideal a 1 atm. Para líquidos y
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sólidos, el estado se define por lo común el líquido o el sólido puros a 1 atm. Aunque
hay otrosestados que es factible definir como estados estándar, éstos son los más útiles
en la termodinámica de las reacciones. Los valores de propiedad en los estados estándar
se designan utilizando el símbolo º.
A la entalpía de cada elemento en su estado estable de agregación a 1 atm de presión y
298.15 K, se le asigna el valor de cero. Por ejemplo, a 1 atm y 298.15 K el estado
estable de...