Termo

Capítulo desarrollado por la profesora Natalia Alarcón Vázquez
Plantel 2 de la E.N.P.

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ENERGÍA Y
REACCIÓN QUÍMICA

Contenidos
1.1

Sistemas, estados y funciones de estado

1.2

Energía. Energía interna

1.3

Primera ley de la termodinámica

1.4

Termoquímica. Reacciones exotérmicas y
endotérmicas

1.5

Entalpía

1.6

Ley de Hess

1.7

Entropía. Segunda ley de la termodinámica

1.8

Energíalibre de Gibbs y espontaneidad

1.9

Reacciones exergónicas y endergónicas

Propósitos
Reconocer la relación existente entre entalpía, entropía y energía libre
Identificar los cambios de entalpía y entropía que se presentan durante una reacción
química
Relacionar la espontaneidad con los cambios de energía libre

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Capítulo desarrollado por la profesora Natalia Alarcón Vázquez
Plantel 2 de laE.N.P.

LA ENERGÍA Y LAS REACCIONES QUÍMICAS
Introducción al estudio de la termodinámica
“Una teoría es tanto más grandiosa, cuanto mayor es la sencillez de sus
postulados, cuanto más variadas son las preguntas que relaciona y mientras más amplio
es el ámbito de su aplicación. De aquí la profunda impresión que produjo en mí la
termodinámica clásica. Es la única teoría universal por su contenido, de laque, dentro
del esquema de su aplicación y de sus conceptos fundamentales, estoy convencido que
jamás será rechazada”.
Albert Einstein.
La termodinámica se encarga del estudio de fenómenos naturales tanto físicos como
químicos, ya que nos permite comprender los cambios físicos, aprovechar al máximo los
fenómenos químicos, predecir el curso de una reacción, entender los complejos procesosmetabólicos, determinar la factibilidad de un proceso, etc.
La termodinámica proporciona a los científicos una serie de relaciones de las propiedades
macroscópicas medibles en el laboratorio como; temperatura, presión, volumen, constante
de equilibrio, etc. Todas estas relaciones se derivan de postulados básicos a los que se
conoce como Leyes de la Termodinámica.

1.1Sistemas, estados y funciones de estadoLa mejor forma de estudiar el comportamiento de la materia es realizar experimentos
controlados. Como es natural, en un experimento, sólo se pueden hacer medidas de una
pequeña parte del universo físico, cuyos límites deben ser definidos cuidadosamente.
La parte del universo que se somete a observación e investigación en un experimento, se
denomina sistema, esto supone que se especificancuidadosamente los límites de dicho
sistema. Todo lo que se encuentra fuera de los límites del sistema y que puede actuar sobre
el sistema recibe el nombre de alrededores.

Figura 1 El sistema, objeto de estudio, esta delimitado por las paredes del recipiente.

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Tipos de paredes
Todo aquello que separa al sistema (demanera real o imaginaria) del resto del universo,
permitiendo una interacción entre ellos se denomina límite, frontera o pared del sistema.
Existen distintos tipos de paredes, las cuales se clasifican de acuerdo con el tipo de
intercambio que se da entre el sistema y su entorno.
•

Una pared diatérmica permite interacciones de cualquier tipo-mecánico y no
mecánico-entre el sistema y losalrededores. Con este tipo de pared, es posible el
contacto térmico y el intercambio de energía, pero no de materia con los
alrededores. Cualquier recipiente de vidrio, plástico o metal, son ejemplos de
paredes diatérmicas (figura 1.2 a).

•

Una pared adiabática es aquella que sólo permite interacciones de tipo mecánico,
sin intercambio de energía en forma de calor entre el sistema y sus alrededores. Lossistemas que poseen este tipo de paredes, se consideran aislantes térmicos. Cabe
aclarar que las paredes y los sistemas aislados perfectos no existen porque no
permiten interacción alguna entre el sistema y sus alrededores, sin embargo un
termo se considera una buena aproximación de un sistema aislado (figura 1.2 b).

a)
b)
Figura 1.2 Sistema con pared diatérmica, permite intercambio de energía,...