Conceptos básicos de termodinámica del equilibrio quimco

PRIMER DEPARTAMENTAL
1.1¿Qué es una reacción química?
La reacción química es aquel proceso químico en el cual dos sustancias o más, denominados reactivos, por la acción de un factor energético, se convierten en otras sustancias designadas como productos. Mientras tanto, las sustancias pueden ser elementos químicos (materia constituida por átomos de la misma clase) o compuestos químicos(sustancia que resulta de la unión de dos o más elementos de la tabla periódica).

Los productos que se obtienen de ciertos reactivos dependerán de las condiciones persistentes en la reacción química en cuestión, aunque, si bien es una realidad esto que se sostiene que los productos varían de acuerdo a las condiciones en que se presente dicha reacción.
1.1.1 Características de las reacciones químicas
Lao las sustancias nuevas que se forman suelen presentar un aspecto totalmente diferente del que tenían las sustancias de partida.
Durante la reacción se desprende o se absorbe energía:
Reacción exotérmica: se desprende energía en el curso de la reacción.
Reacción endotérmica: se absorbe energía durante el curso de la reacción.
Se cumple la ley de conservación de la masa: la suma de las masas delos reactivos es igual a la suma de las masas de los productos. Esto es así porque durante la reacción los átomos ni aparecen ni desaparecen, sólo se reordenan en una disposición distinta.
1.1.2 Tipos de reacciones aplicados a termodinámica
Combustión
Formación
COMBUSTIÓN
La reacción de combustión se basa en la reacción química exotérmica de una sustancia
(o una mezcla de ellas) denominadacombustible
, con el oxígeno. Como consecuencia
de la reacción de combustión se tiene la formación de una llama. Dicha llama es una
masa gaseosa incandescente que emite luz y calor.
En la combustión incompleta los productos que se queman pueden no reaccionar con el mayor estado de oxidación, debido a que el comburente y el combustible no están en la proporción adecuada, dando como resultadocompuestos como el monóxido de carbono (CO). Además, puede generarse carbón.
El proceso de destruir materiales por combustión se conoce como incineración. Para iniciar la combustión de cualquier combustible, es necesario alcanzar una temperatura mínima, llamada temperatura de ignición, que se define como la temperatura, en °C y a 1 atm (1013 hPa) de presión, a la que los vapores de un combustible ardenespontáneamente.
La temperatura de inflamación, en °C y a 1 atm, es aquella a la que, una vez encendidos los vapores del combustible, éstos continúan por sí mismos el proceso de combustión.
Ecuación química
Combustible + O2 → H2O + CO2 + energía

REACCION DE FORMACIÓN
Es el incremento entálpico (ΔH) que se produce en la reacción de formación de un mol de un determinado compuesto a partir de loselementos en el estado físico normal (en condiciones estándar).
Se expresa como ΔHf0. Se trata de un “calor molar”, es decir, el cociente entre ΔH0 y el número de moles formados de producto. Por tanto, se mide en kJ/mol.
Ejemplos:
C(s) + O2(g) ----- CO2(g) ΔH0f = – 393,13 kJ/mol
H2(g) + ½ O2(g) ----- H2O(l) ΔH0f = – 285,8 kJ/mol



1.2 Aplicación de la primera ley de la termodinámica a unareacción química
Ley de la conservación de la energía.
∆U=Q+W
“La variación de la energía interna es igual a la suma del calor Q, y el trabajo W que intercambian en su entorno.”
Ejemplo: Un gas de expande realizando un trabajo de 40J y cede un calor de 60J al eterior. ¿Cuál será la variación de la energía interna?
Solución:
∆U=Q+W
W= - 40J
Q= -60J
∆U=-60J +(-40J) = -100J
Para una reacciónquímica hay una variación de energía interna que irá de reactivos a productos.
R ---- P
UReactivos --------- Uproductos


1.1.3 Entalpía de formación y de combustión de un compuesto
Conceptos utilizados:

Entalpía (H): Energía calorífica absorbida o desprendida a presión constante cuando se forma un mol de compuesto a partir de sus elementos.

Entalpia de formación estándar (∆Hf°): También...