Termoquimica

TERMOQUÍMICA

¿Qué es la TERMOQUÍMICA?.

Como sabemos, las reacciones químicas son procesos de
transformación de unas sustancias en otras. Todas las reacciones
químicas van acompañadas
de absorción o desprendimiento de
energía.
La TERMOQUÍMICA es la parte de la química que se ocupa de los
cambios de energía ( generalmente en forma de calor ) , que acompañan
a los procesos químicos.La TERMOQUÍMICA forma parte de una disciplina más general llamada
TERMODINÁMICA , que estudia las relaciones entre el calor y otras
clases de energía, así como el uso eficiente de los recursos energéticos.

La TERMODINÁMICA trabaja únicamente con las propiedades
macroscópicas de la materia ( propiedades observables ), sin realizar
suposiciones acera de la estructura atómica. Esta rama dela ciencia, que
nació a mitad del siglo XIX, se basa en dos principios :

1)La energía del Universo es constante. La energía se define como la
capacidad de un sistema para realizar un trabajo y producir cambios.
Cuando desaparece una forma de energía , debe aparecer otra de igual
magnitud de manera que la energía total del Universo permanece
constante ( ley de conservación de la energía ).2) El desorden del Universo aumenta continuamente.

Todas las reacciones químicas obedecen a dos leyes fundamentales : la
ley de conservación de la energía y a la ley de conservación de la masa .

SISTEMAS TERMODINÁMICOS
Para analizar los cambios de energía asociados a las reacciones químicas
es necesario delimitar una serie de sustancias para observarlas. Por ello,
debemos diferenciarentre sistema y entorno.
•SISTEMA : es la parte del Universo que separamos del resto para su
estudio, mediante paredes reales ( paredes de un tubo de ensayo, matraz
Erlenmeyer, vaso de precipitados,… o imaginarias ( zonas de la atmósfera
). Ej : una célula, un vaso de precipitados, una persona,…
• ENTORNO o MEDIO AMBIENTE : es el resto del Universo, que queda
fuera del sistema escogido.TIPOS DE SISTEMAS TERMODINÁMICOS

Los sistemas termodinámicos pueden realizar intercambios de materia y
energía con el medio. Atendiendo a este hecho, se clasifican en :

a)Sistemas abiertos : cuando hay intercambio de materia y energía, en
forma de calor y trabajo, con el exterior. Ej : la combustión de butano al
aire libre ( se desprende dióxido de carbono a la atmósfera y se transfierecalor al entorno ).

b) Sistema cerrados : si intercambian energía con el medio ambiente,
pero no materia. Ej : neutralización de ácido nítrico con hidróxido sódico.
En el Erlenmeyer se forma nitrato sódico y agua. No hay intercambio de
materia, pero si de energía. Se aprecia porque el recipiente se calienta.

c) Sistemas aislados : cuando no realizan intercambio de materia ni
energíacon el entorno. Ej :El agua contenida en un calorímetro, no se
puede evaporar , ni calentar ni enfriar al estar herméticamente cerrado.

Existe otra clasificación de los sistemas termodinámicos en función
del estado de agregación de sus componentes.

a)SISTEMAS HOMOGÉNEOS :
si todos los componentes se
encuentran en el mismo estado de agregación ; es decir, el sistema
está formado por unasola fase.
Ej : síntesis del amoniaco o la combustión del metano.

b) SISTEMAS HETEROGÉNEOS : si el estado de agregación de
reactivos o productos no es el mismo, los componentes están en al
menos dos estados de agregación diferentes ( dos o más fases ).
Ej : combustión del hidrógeno gaseoso o la descomposición del
carbonato cálcico por el calor.

Como veremos más adelante, en unsistema abierto o cerrado, siempre hay
una transferencia de energía con el medio. Teniendo en cuenta esto,
podemos clasificar los sistemas en EXOTÉRMICOS y ENDOTÉRMICOS.
.

MAGNITUDES Y TRANSFORMACIONES TERMODINÁMICAS

Para describir el estado de un sistema es necesario conocer,
además de su composición química y concentración, una serie de
propiedades macroscópicas observables y medibles...