ambiental

FISICOQUÍMICA

TERMOQUÍMICA

Seminario 2

TERMOQUÍMICA:
Primera Ley y
Reacciones Químicas
Versión 2009

Toda reacción química tiene un calor de reacción asociado

Reacción Química

aA + bB

± CALOR

Capítulo de la Termodinámica que trata los cambios
de energía interna (∆U) y de entalpía (∆H)
asociados a las reacciones químicas.
Comprende el estudio de la medida y cálculo delcalor absorbido o liberado por las reacciones
químicas.

Calor de Reacción
Ecuación
qca. exacta
Presión
Temperatura
Estado de
agregación

cC + dD

∆U = Uptos- Urvos

∆U = cUC + dUD - aUA - bUB

∆H = Hptos- Hrvos

Es el calor absorbido o liberado en la
transformación de reactivos a productos para
una reacción química determinada

∆H = cHC + dHD - aHA - bHB

•Reacciónexotérmica

(libera calor)

∆H < 0

•Reacción endotérmica (absorbe calor) ∆H > 0
∆U y ∆H

se expresan en J

mol-1

TRANSFERENCIA DE CALOR

V = constante

P = constante

dU = dq + dw

dH = dU + d(PV)

dU = dq – P dV

dH = dq - PdV + VdP + PdV

Relación entre ∆U y ∆H
∆H = ∆U + ∆(PV)
Gases ideales
PV = n RT

Líquidos y Sólidos
∆ (PV) = 0

∆ (P V) = (∆n) RT
dH = dq + VdPdU = dqV

dH = dqP

∆U = qV

∆H = qp

∆H = ∆U + (∆n) RT

∆H = ∆U

qP = qV + (∆n) RT

qP = qV

1

Leyes de la Termoquímica

Calorimetría
V = constante

Ley de Lavoisier-Laplace El cambio térmico, a P
o V constante, de una reacción química dada en una
dirección es de igual magnitud y de signo contrario
al de la reacción en sentido inverso.

P = constante

Bombacalorimétrica

Calorímetro

Requisitos para estudiar reacciones por calorimetría

Ley de Hess
El cambio térmico, a P o V
constante, de una reacción química es el mismo
tanto si se lleva a cabo en una o en varia etapas

Calorimetría

Rápidas
Completas
Sin productos secundarios

Microcalorimetría

V = constante

P = constante

Bomba calorimétrica

Calorímetro

• Determinaciónde cambios de temperatura asociados a
procesos químicos o biológicos que liberan cantidades
muy pequeñas de calor
• Sensibilidad de alrededor de 0,1 mK o 100 pJ
• Utilizan termistores (detectan aumentos de temperatura
como
un
cambio
de
resistencia
eléctrica)
extremadamente sensibles a los cambios de temperatura
y de muy baja capacidad calorífica

qV = kt x ∆T = ∆U

qp = kt x ∆T = ∆HMicrocalorimetría

Entalpía Estándar de Reacción
Cambio de entalpía asociado a una reacción donde los
reactivos, en estado estándar, se transforman en
productos en estado estándar a una temperatura
especificada

∆H

o
T

Estado Estándar: Estado de las sustancias puras a
Pº = 101.32 kPa (1 atm) y a una temperatura especificada.
Si la sustancia es un gas se considera como un gasideal
(PV = nRT)

2

Entalpía Estándar de Formación (∆Hfº)
(TABULADO)

Es el ∆Hº de la reacción en la cual se forma 1 mol de
sustancia pura a partir de sus elementos en
estado de referencia
Estado de Referencia: Estado de los elementos químicos
en su forma más estable a la presión estándar P º = 101.32
kPa (1 atm) y a la temperatura de trabajo
La entalpía estándar de los
elementosen estado de
referencia es igual a cero, a
298 K

Hº298 = 0

Entalpía de procesos químicos

Utilización de las Entalpías Estándar de Formación
(∆Hfº) tabuladas

∆Hº reacción = ΣH° productos - ΣH°
reactivos

Para el caso particular de una reacción de formación

∆Hºf = ∆Hº reacción = H° producto - ΣH°reactivos
Los reactivos para todas las reacciones de formación son los elementos ensu estado de referencia ⇒ H° reactivos = 0 para cada de uno de ellos

∆Hºformación = H° producto
Entonces, para cualquier reacción se usan los ∆Hºf tabulados para
calcular los ∆Hº reacción

∆Hº reacción = Σ ∆Hfº productos - Σ ∆Hfº reactivos

Entalpía Estándar de Combustión
Compuesto(s,l,g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l)

la combustión
el cambio de fase
∆Ho

Es el
asociado a

de 1...