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Termoquimica 2021 MT
Termoquimica 2021 MT
Termoquimica 2021 MT
Concepto de Energía:
Capacidad de realizar un trabajo E= F x d
Calor: Energía que se transfiere de un objeto a otro
debido a una diferencia de temperatura.
1er principio de la
TERMODINAMICA.
La energía no puede ser creada ni destruida,
se conserva.
Pueden ser:
En reacciones químicas...
SISTEMAS = Sustancias químicas
Definición de Termoquímica
Es la parte de la Química que se encarga del
estudio del intercambio energético de un
sistema químico con el exterior.
- No es posible medirla
- Se mide su variación
ΔE = Q + W
1er principio de la Termodinámica
ΔE = Q + W
1er principio de la Termodinámica
Q y W > 0 si se realizan a favor del sistema
Q y W < 0 en caso contrario
ΔE = Q + W
Por lo tanto, para determinar ∆E:
W= -P ∆V
Si V = constante, es decir, ∆ V = 0
→W=0 →
Qv = ∆ E
Calor a presión constante (Qp)
La mayoría de los procesos químicos ocurren a presión constante, normalmente la
atmosférica.
Para reacciones a P cte, la variable entalpia (H) elimina la necesidad de considerar el trabajo
PV.
ΔE = Q + W (eq. 1)
p = cte → W = –P · ∆V (eq. 2)
Qv @ Qp
es decir:
DE @ DH
Relación entre Qv con Qp = Relación entre ΔH y ΔE
(Gases)
∆ H = ∆ E + p · ∆V
Aplicando la ecuación de los gases:
pV = n · R · T
∆H=∆E+∆n·R·T
Ecuaciones termoquímicas: Expresiones
y Conceptos con entalpia (ΔH)
Expresan tanto los reactivos como los productos indicando entre paréntesis su
estado físico, y a continuación la variación energética expresada como DH.
Ejemplo:
“Si una serie de reactivos (por ej. A y B) reaccionan para dar una
serie de productos (por ej. C y D), la cantidad de calor
involucrado (liberado o absorbido), es siempre la misma,
independientemente de si la reacción se lleva a cabo en una,
dos o más etapas; siempre y cuando, las condiciones de
presión y temperatura de las diferentes etapas sean las
mismas”.
A + B C + D
dióxido de azufre
Ley de Hess y enlace Iónico
Al desarrollar ecuaciones para cuantificar la interacción entre
las partículas que forman un sólido cristalino, se supuso que
algunas de ellas tenían carga eléctrica positiva y otras negativa,
y que ésta era la única causa de que estuvieran unidas. Es decir,
se propuso un modelo 100% electrostático para describirlas.
LEY DE HESS
Energía reticular (U) (según R. Chang): es la energía
necesaria para separar completamente 1 mol de un
compuesto iónico sólido, en sus iones en estado
gaseoso.
Unidades DS : J/K
El signo de DS durante un proceso nos indica si el
sistema aumenta o disminuye su desorden:
H2O(s) H2O(l)
H2O(l) H2O(g)
NaCl(s) NaCl(ac)
Aumento en la
complejidad molecular
Extraído y modificado de: Silberberg, M.S., Química:
La naturaleza molecular del cambio y la materia, 2a
Ed, McGraw-Hill, 2002
Cálculos de DS.
No hay métodos fáciles para medir DS en una reacción química,
pero midiendo experimentalmente la variación de la
capacidad calorífica con la temperatura, se puede
determinar la entropía de S para muchas sustancias a
cualquier temperatura, basándose en el punto de referencia
S = 0 para el estado cristalino perfecto (tercera ley de la
termodinámica).
DS entorno = - DH sistema
T
a P constante
Extraído de: Chang R. & College W. Química. 7a Ed. McGraw-Hill Int.
2002
DS entorno = - DH sistema
T
a P constante
Extraído de: Chang R. & College W. Química. 7a Ed. McGraw-Hill
Int. 2002
multiplicando por -1
- T · DS universo = - T · DS sistema + DH sistema < 0
G= H – T . S (T en ºK) a T cte. DG = DH - T DS
DG = DH – T . DS
Energía libre y trabajo.
El DG en un proceso, es igual al máximo trabajo útil
que puede realizar un sistema sobre su entorno, en
un proceso que ocurre a P y T ctes.
DG = W máx.
• Es la porción del DE en una reacción espontanea que esta libre para
hacer un trabajo. El resto de la E pasa al entorno como calor.
• En un proceso no espontaneo, DG > 0, y es la mínima cantidad de trabajo
que se debe realizar para que el proceso se efectúe.