Química 1º Geología

TEMA 2: TERMOQUÍMICA
“Ciencia que estudia las transferencias de energía (calor y trabajo) y de materia asociadas a un cambio de estado en un sistema”.
• La termodinámica se aplica a sistemas macroscópicos y tiene un carácter empírico.
• La Termodinámica se refiere o toma como referencia estados de equilibrio o procesos entre estados de equilibrio
Definiciones básicas de la Termodinámica:SISTEMA: parte del universo que diferenciamos del resto para su estudio.
-Abiertos: permiten la transferencia de masa y energía.
-Cerrados permiten solo la transferencia de energía.
-Aislados, no permiten la transferencia de masa ni de energía
ENTORNO: resto del universo.
La termoquímica es el estudio de la transferencia de calor asociada a reacciones químicas.

ESTADO:situación en la que se encuentra un sistema y que se puede definir de forma inequívoca.
ESTADO DE EQUILIBRIO: las variables que lo definen no varían con el tiempo.
VARIABLES TERMODINÁMICAS: Conjunto de “coordenadas” que determinan el estado de un sistema (por ejemplo: Presión, Volumen, Concentración y Temperatura)
FUNCIÓN DE ESTADO: Variable termodinámica que depende únicamente del estado en el quese encuentra un sistema y no del camino seguido para llegar a él. La energía es una función 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.
DE = Efinal - Einicial
DP = Pfinal - Pinicial
DV = Vfinal - Vinicial
DT = Tfinal – Tinicial

PRIMER PRINCIPIO DE LA CONSEVACION DE LA ENERGÍA
Es elprincipio de conservación de la energía. Si un sistema absorbe calor desde su entorno, se transforma en un cambio en la energía interna del sistema y/o trabajo realizado por el sistema sobre el entorno.
Esistema + Eentorno = 0 U = q + w
U es el cambio en la energía interna del sistema
q es la cantidad de calor transferida entre el sistema y el
entorno
w es el trabajo realizado por (osobre) el sistema

Calor y trabajo en termodinámica.
Tanto el calor como el trabajo son las dos formas en las que la energía pasa de unos sistemas a otros:
1. El calor es la forma de energía que produce en su transferencia una variación de temperatura.
2. El resto de transferencias de energía son trabajo:
-Trabajo de expansión : variaciones de volumen
-Trabajo eléctrico
-Trabajo desuperficie
-Trabajo químico
Cálculo y medida del calor
Q = m Ce T T = Tf - Ti Q = C T
Fórmula fundamental de la calorimetría nos da el calor Q necesario para modificar la temperatura de m gramos de sustancia: en que m es la masa, Ce es el calor específico (cantidad de calor para subir la temperatura de un gramo de substancia en un grado) y T es el cambio de temperatura.
El producto m Ce es lacapacidad calorica, C, (cantidad de calor para
subir la temperatura de m gramos de substancia en un grado). Si m
corresponde a la masa molar se define como capacidad calorica molar, Cm, (cantidad de calor para subir la temperatura de un mol de substancia en un grado).
Si T es positivo, la temperatura final es mayor que la inicial, es un
calentamiento. Q es positivo, El sistema absorbe calordesde su entorno, el proceso es endotérmico. Si T es negativo la temperatura final es menor que la inicial, es un enfriamiento. Q es negativo. El sistema entrega calor al entorno, el proceso es exotérmico.

Determinación de un calor de reacción a partir de datos
de una bomba calorimétrica.
La combustión de 1,010 g de sacarosa (azúcar), en una bomba
calorimétrica, hace que la temperatura seeleve de 24,92 a 28,33°C.
La capacidad calorífica del conjunto del calorímetro es 4,90 kJ/°C.
(a) ¿Cuál es el calor de combustión de la sacarosa, expresado en kJ por
mol de C12H22O11?
(b) Verifique la frase publicitaria de los productores de azúcar que una
cucharadita de azúcar (aproximadamente 4,8 g) sólo contiene 19
calorías.
qcalorim = CT = (4,90 kJ/°C)(28,33-24,92)°C = (4,90)(3,41)kJ =...