termoquimica

TERMOQUÍMICA
Una reacción química no es solo una transformación que afecta a la materia, sino que también afecta,
al mismo tiempo, a la energía.
Calor de reacción, absorbida ó desprendida en una reacción química. Suele estar referido alas
condiciones estándar (25 ºC, 1 atm.)
- EXOTÉRMICA; se produce un desprendimiento de calor. ∆HR < 0.
- ENDOTÉRMICA; se produce una absorción de calor. ∆HR> 0.
EXOTÉRMICA
CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu + Q
H2 + ½O2 → H2O + Q
EXOTÉRMICA
N2 + O2 + Q → 2NO
ENDOTÉRMICA
Conceptos básicos. Sistema químico es una pequeña parte del universo separada de todo lo que le
rodea (medio ambiente ó alrededores) por superficies reales o imaginarias. Se clasifican en:
- Abiertos; intercambian materia y energía con el exterior.
- Cerrados; pueden intercambiarsolo energía con el exterior
- Aislados; no intercambian ni materia ni energía con el exterior.
El universo en su conjunto se considera un sistema aislado.
El estado del sistema lo describen los valores que adquieren algunas de sus propiedades. Estas
pueden ser:
- Microscópicas; si describen el comportamiento de las partículas individuales del sistema, átomos,
moléculas, iones,...
-Macroscópicas; si se refieren al comportamiento global de un numero muy elevado de partículas
La termodinámica solo estudia estas últimas, y se las denomina variables termodinámicas, siendo las
más importantes, la composición y concentración de los componentes del sistema, la presión, el volumen y la
temperatura.
Alguna de estas variables tienen valores definidos para cada estado del sistema, sindepender de los
procesos intermedios por los que halla pasado, solo dependen de los estados inicial y final del sistema y se las
denomina FUNCIONES DE ESTADO.
Presión volumen, temperatura, energía interna (U), Entalpía (H), entropía (S), Energía libre de Gibbs.
Las funciones de estado están relacionadas entre sí, de tal forma, que definidas una serie de ellas, las
demás que dan definidas.
Unejemplo P, V, T → Ecuación de gases ideales: P·V = n·R·T
Solo se estudian los sistemas en estado de equilibrio, caracterizado por la invariabilidad con el
tiempo de las funciones de estado.
El trabajo ó energía no se puede crear ni destruir, sino que se convierte en otras formas de energía, de
las que la más degradada es la calorífica.
Equivalente mecánico del calor, relaciona el trabajo con elcalor.
W
J=
= 4'1855 j
cal
Q
Equivalente térmico del trabajo.
1
A = = 0'2389 cal
julios
J
1º Principio de la termodinámica.
“La energía total de un sistema aislado permanece constante”
∆U = q + W

-

-

q ≡ Calor suministrado al sistema en el transcurso del proceso
Absorbido q > 0
Cedido q < 0
W ≡ Es el trabajo de las fuerzas exteriores sobre el sistema.
Trabajo realizadosobre el sistema (+)
Trabajo realizado por el sistema (−)
∆U ≡ Variación de la energía interna del sistema durante el proceso, entendiendo como tal la
correspondiente al movimiento de sus partículas (átomos, moléculas, etc.) y a las posiciones relativas de
los núcleos y electrones que los componen.

La variación de energía interna de un sistema solo depende de la naturaleza química de losproductos
y de los reactivos, y no de la manera en que se verifique la reacción. U≡Función de estado.
Ejemplo. Se comunica a un sistema una cantidad de calor de 800 calorías y el sistema realiza un trabajo de 2
kJ. ¿Cuál es la variación de energía interna del sistema?.
Q = 800 (cal) · 4’1855 (J/cal) = 3.348 J
W = −2.000 J
∆U = q + W = 3.348 (J) + (−2.000 (J)) = 1.48 J
El sistema sufre unaumento de energía interna.
En la mayor parte de la reacciones químicas se verifica un trabajo mecánico de expansión (−) ó de
contracción (+), por lo general a favor ó en contra de presión atmosférica (Patm), considerada constante. En el
caso de una expansión ese trabajo valdrá:
!
W = F " ∆X = −F ⋅ ∆X = −P·S ⋅ ∆X = −P ⋅ ∆V
Sí el único trabajo es el mecánico, el primer principio se transforma...