LAS REACCIONES QUÍMICAS OBEDECEN A DOS LEYES FUNDAMENTALES:
LA CONSERVACIÓN DE LA MASA; LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA.
ENERGÍA: se reconoce por sus efectos. E: capacidad para realizar un trabajo (w).
E= f x d E. CINÉTICA: objeto en movimiento. E. RADIANTE: solar. E. TÉRMICA: movimiento de átomos y
moléculas E. POTENCIAL: en función de la posición de un
objeto (E. química: posición de átomos en la molécula).
R. Q. que liberan calor. R.Q. que absorben calor.
Calor: transferencia de E térmica entre dos cuerpos que están a distinta T°
TERMOQUÍMICA: estudio de los cambios de calor en las R. químicas.
TIPO
S D
E SI
STEM
A
REA
CC
ION
ES Q
UÍM
ICA
S 2 H2 (g) + O2 (g)------------- 2 H2O (l) + E (reacción exotérmica)
Los R tienen mayor E que P
E + HgO (s)--------------Hg(l) + O2(g)
(reacción endotérmica) Los R tienen menor E que P
Mide el calor absorbido o liberado por un proceso (a Presión constante)
H = E + P.V Es una propiedad extensiva. Se mide el cambio de entalpía (ΔH):
ΔH = Hprod – Hrvo
ΔH: representa la cantidad de calor absorbido o liberado durante una reacción química.
VALORES DE ΔH: Positivos (> 0): R. endotérmica Negativos (< 0): R. exotérmica
HIELO----------AGUA LÍQUIDA ΔH=6,01kj
CH4(g)----------CO2(g)+ H2O(l) + E ΔH= -890,4kj
Si se invierten las reacciones, ΔΗ tiene el mismo valor, de signo opuesto.
Colocar el estado físico de R y P.
CALOR ESPECÍFICO (s)
Cantidad de calor requerido para elevar 1°C la T° de 1 gr de sustancia.
Propiedad intensiva.
Unidades: J / g . °C
CAPACIDAD CALORÍFICA (C):
Cantidad de calor necesaria para elevar 1°C la T° de una determinada cantidad de sustancia.
Propiedad extensiva.
Unidades: J / °C
Para calcular el cambio de calor: q = m . s . Δt (donde Δt= t f – t i )
O lo que es lo mismo: q = C . Δt
Si “q” es < 0…………exotérmica. Si “q” es > 0…………endotérmica.
Entalpía estándar de formación (ΔΗ°f) Cambio de calor que resulta al formarse 1 mol de un compuesto a
partir de sus elementos, a 1 atm de presión. La ΔΗ°f de cualquier elemento en su forma más estable, es = 0.
Si conozco sus valores, puedo calcular la entalpía de reacción (ΔΗ°r)
Para calcular la ΔΗ°f de las especies que intervienen en la reacción:
Métodos directos: para compuestos que se sintetizan fácilmente a partir de sus elementos.
Métodos indirectos: para los compuestos que no se sintetizan fácilmente a partir de sus elementos.
Ej. Para calcular la ΔΗ°f del CO2:
C(graf) + O2 (g)---------CO2(g) ΔΗ°r = -393,5 kJ
ΔΗ°r = 1mol ΔΗ°f CO2(g) – [1mol ΔΗ°f C(graf) + 1mol ΔΗ°f O2(g)] Son estables, su valor es cero
ΔΗ°r= ΔΗ°f CO2(g) = -393,5 kJ
ΔΗ°f se calcula mediante la sumatoria de calores.
Ley de Hess: “cuando los reactivos se transforman en productos, el cambio de entalpía es el mismo, ya sea que la reacción se realice en un paso o en varios”
Ej. calcular ΔΗ°f del CH4
ΔΗ disolución: calor generado o absorbido cuando un soluto se disuelve en un solvente.
ΔΗdisol. = Hdisol. = Hcomponentes
lo mido en calorímetro no es posible medirlos a P cte.
ΔΗdisol.= H disol.final – [Hsoluto + Hsolvente] Puede tomar valores + ó -
Ej. disolución de NaCl en agua
Es el cambio de calor, asociado al proceso de dilución.
Cuando se adiciona solvente a una solución para diluirla, se puede producir absorción o liberación de calor.
Ej. H2SO4 + H2O
Es el estudio científico de la interconversión de calor y otras formas de energía.
La termoquímica forma parte de la termodinamia.
Examina cambios en el estado de un sistema: composición, E, T°, P, V
Siendo E, T°, P, V, funciones de estado.
Se basa en el principio de conservación de la E (la E no se crea ni se pierde, sino que se
transforma). No se puede medir la E total del
universo, pero sí medir el cambio de E interna de un sistema, entre su estado inicial y final.
ΔΕ = E f – E i
La E int. De un sistema
E cinética Movimiento de
moléculas y movimiento de e-
E potencial
Fuerzas de atracción entre
e- y núcleos.
Fuerzas de repulsión entre
moléculas.
Interacción entre moléculas
1 mol de S(s) + 1 mol O2 (g)………..SO2(g)
ΔΕ = Ep - Er
ΔΕ= ΕSO2 – [ ES + EO2] Si es negativo (Er >Ep), se libera E que se
transforma en E térmica. ΔΕsist + ΔΕalreded. = 0 ΔΕsist = -ΔΕalreded.
(si un sistema experimenta un cambio de E (ΔE), el resto del universo (alrededores) debe
experimentar un cambio de E igual, pero de signo contrario.)
En química, estudiamos los cambios de E referidos a un sistema, por lo que la 1° ley se expresa:
ΔE = q + w
Calor y trabajo no son funciones de estado, porque no son propiedades de un sistema. Solo se manifiestan durante un cambio o proceso.
¿Cómo aplicamos esta ley a los procesos que ocurren a P y V constante?
Si en una reacción V es cte: ΔV=0, no hay trabajo.
ΔΕ= q + W =qv (el cambio de E interna es igual al cambio de calor).
El cambio de calor a P cte= ΔH ΔE= q + W = qp – P. ΔV qp = ΔE + P. ΔV