01Termoqu Mica

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TERMOQUÍMICA
Unidad 1

Contenidos (1)
1.- Sistemas, estados y funciones de estado.
2.- Primer principio de la Termodinámica.
3.- 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.- Entalpía estándar de formación.
6.- Cálculo de las entalpías de reacción.
7.- Ley de Hess.

2Contenidos (2)

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8.- 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.

8.- Espontaneidad de las reacciones químicas.
9.- Entropía.
9.1. Segundo principio de la Termodinámica.
9.2. Tercer principio de la Termodinámica.

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

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Sistemas
Parte pequeña del universo que se aísla para
someter a estudio.
 El resto se denomina ENTORNO.
 Pueden ser:


– Abiertos (intercambia materia y energía).
– Cerrados (no intercambia materia y sí energía).
– Aislados (no intercambia ni materia ni energía).


En reacciones químicas...
SISTEMAS = Sustancias químicas

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Definición de Termoquímica.
Es la parte de laQuímica que se encarga del
estudio del intercambio energético de un
sistema químico con el exterior.
 Hay sistemas químicos que evolucionan de
reactivos a productos desprendiendo
energía. Son las reacciones exotérmicas.
 Otros sistemas químicos evolucionan de
reactivos a productos absorbiendo energía.
Son las reacciones endotérmicas.


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Variables de estado
Magnitudes que pueden variar a lolargo de
un proceso (por ejemplo, en el transcurso de
una reacción química) .
 Ejemplos:


–
–
–
–

Presión.
Temperatura.
Volumen.
Concentración.

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Funciones de estado
Tienen un valor único para cada estado del
sistema.
 Su variación solo depende del estado inicial
y final y no del camino desarrollado .
 SÍ son: Presión, temperatura, energía
interna, entalpía.
 NO son: calor, trabajo


8Primer principio de la
Termodinámica


ENERGÍA INTERNA (U)
es la energía total
CALOR
del sistema.
Q>0
– Es imposible medir.
– Su variación sí se mide.



TRABAJO

W< 0

W>0

U=Q+W
U es función de estado.

Q<0

TRABAJO

Q y W > 0 si se realizan a favor del sistema.


CALOR

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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
Qv =  U


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Calor a presión constante (Qp)
La mayoría de los procesos químicos
ocurren a presión constante, normalmente la
atmosférica.
 Si p = cte  W = – p ·  V
  U = Qp – p ·  V
 U2 – U1 = Qp – p · (V2 – V1)




Q p + U1 + p · V 1 = U 2 + p · V 2
H1

H2 (entalpía)

11





 Qp = H2 – H 1 =  H
H es una función de estado.

Reac. endotérmicaProductos

Reactivos

Entalpia (H)

H1= U1 + p · V1;
H2= U2 + p · V2
 Qp + H 1 = H 2


Entalpia (H)

Calor a presión constante (Qp)

H > 0

Reac. exotérmica
Reactivos

H < 0
Productos

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Relación Qv con Qp (gases).
H=U+p·V
Aplicando la ecuación de los gases:
p·V=n·R·T
 y si p y T son constantes la ecuación se
cumplirá para los estados inicial y final:
p·V=n·R·T


H=U+n·R·T

RelaciónQv con Qp
(sólidos y líquidos)


En reacciones de sólidos y líquidos apenas
se produce variación de volumen y ...

Qv  Q p


es decir:

U  H

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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.

p=dgh
1 atm = 13546 kgxm-3 x 9,8 mxs-2x 0,76 m =10900 kgxm-1xs-2
atm  l
100900 kg  m 1  s 2  103 m3
R  0, 082
 0, 082
 8, 3 J × mol -1 × K -1
mol  K
mol  K

Ejemplo: Determinar la variación de energía interna
para el proceso de combustión de 1 mol de
propano a 25ºC y 1 atm, si la variación de entalpía,
en estas condiciones, vale – 2219,8 kJ.
C3H8 (g) + 5 O2 (g)  3 CO2 (g) + 4 H2O (l)
 H = –2219,8 kJ
nreactivos = 1+5 = 6 ;...