Cap 2 Termoquim

1ª ley en acción: termoquímica

Tarea:
A.4.1, A4.3, A4.6
Problemas: 4.2, 4.4, 4.5, 4.7, 4.10, 4.12, 4.14, 4.32

La 1ª Ley y las reacciones químicas


El estudio del calor producido por las reacciones químicas
se llama termoquímica
»
»

En una reacción, el calor fluye hacia el sistema (reacciones
endotérmicas) o desde el sistema (reacciones exotérmicas)
A presión constante (reacciones en unmatraz, por ejemplo), la 1ª
ley nos dice:





reacciones Endotérmicas H>0 {el calor fluye hacia dentro}
reacciones Exotérmicas H<0 {el calor fluye hacia afuera}

Incremento estándar de entalpía, Hθ, es el cambio en
entalpía para sustancias en su estado estándar
»

El estado estándar es la forma de las sustancias a 1bar (~1atm) y a
una cierta temperatura


Hø298 es el cambio estándar deentalpía a 1bar y 298K (~ temperatura
ambiente)

Entalpías de un cambio físico


cambios de fase (líquido a gas, sólido a liquido, sólido a
gas, etc.) tienen entalpías asociadas con la transición,  transHθ
»
»
»



Líquido-a-Gas, vaporización:  vapHθ
Sólido-a-Líquido, fusión:  fusHθ
Sólido-a-Gas, sublimación:  subHθ

Recuerda que la entalpía es una función de estado. Por lo tanto, su
valor esindependiente del camino.
»

Puedes construir información si no cuentas con ella,
por ejemplo diseñando pasos en el proceso
Ejemplo: necesitas la entalpía de sublimación y
no la encuentras:
recorrido:
 paso 1 - sólido a liquido ( fusHθ)
 paso 2 - líquido a gas ( vapHθ)
 paso 3 - suma de pasos 1 & 2


»

El proceso inverso implica solamente
un cambio de signo

Entalpías del cambio químico


Asícomo los cambios de estado, las reacciones tienen
entalpías asociadas con ellas
»

Se puede escribir una ecuación termoquímica:


Ecuación química estándar más el cambio de entalpía


»

Reactivos y productos in estado estándar  la entalpía es la entalpía
estándar de reacción,  rHθ

Típicamente, debes calcular  rHθ


Dado que la entalpía es una función de estado, genera un
camino usando lasentalpías que conoces o que puedes encontrar
y súmalas.


Tabla de datos termodinámicos con las entalpías estándar de formación
 Están reportadas por mol de sustancia,  rHθm



Recuerda que la descomposición es lo mismo que la formación pero con el
signo cambiado

Para aA + bB  cC + dD,
rHθm = crHθm(C) + drHθm(C) - arHθm(A) - brHθm(D)



Entalpías del cambio químico


De formageneral,

r H 


v

H
 m

productos


v

H
 m

reactivos

donde v coeficientes estequiométricos
Recuerda la fase es importante!


Más generalmente, la entalpía estándar de una reacción global es la
suma de las entalpías estándar de las reacciones individuales en
que puede ser divida - ley de Hess
»
»

Es una consecuencia del hecho de que H es una función de estado
Las reacciones componentespueden ser hipotéticas

Entalpías estándar de formación , fHø




Como ya mencionamos la entalpía estándar se refiere a
compuestos en estado estándar (1bar y, generalmente, 298K
aunque se puede especificar alguna otra temperatura)
Las entalpías de reacción pueden calcularse de entalpías de
formación:

r H  


v

H
 f m

productos


v

H
 f m

reactivos

donde v coeficientesestequiométricos


Las entalpías de formación pueden estimarse de las energías de enlace

La dependencia de rHø con la temperatura


Para ser precisos, fHø debe medirse a la temperatura de interés



Si este dato no está disponible puede estimarse como sigue:
T2
obtuvimos antes H (T2 ) H (T2 )   C p dT
T1

si no existe transición de fase entre T1 y T2
T2





 r H (T2 )  r H (T1 )   r C pdT
T1

donde,  r C p 

 vC    vC  , como antes

productos

p

reactivos

p

»

Supone a Cpθ independiente de la temperatura
Puede usar la dependencia funcional de Cp, si se conoce (lo mostramos antes)

»

Mientras más cerca T1 de T2, mejor

»



http://webbook.nist.gov/chemistry/



Methane data

Calcula la entalpía estandar de formación del disulfuro de
carbono CS2 (l) a partir...