Termoqumica

DEFINICIN de Termoqumica.Es la parte de la Qumica que se encarga del estudio del intercambio energtico de un sistema qumico con el exterior.Hay sistemas qumicos que evolucionan de reactivos a productos desprendiendo energa. Son las reacciones exotrmicas.Otros sistemas qumicos evolucionan de reactivos a productos precisando energa. Son las reacciones endotrmicas.Variables de estadoSon magnitudes que pueden variar a lo largo de un proceso (por ejemplo, en el transcurso de una reaccin qumica)Ejemplos: Presin. Temperatura. Volumen. Concentracin.Funciones de estadoSon variables de estado que tienen un valor nico para cada estado del sistema.Su variacin slo depende del estado inicial y final y no del camino desarrollado.Son funciones de estado: Presin, temperatura, energa interna, entalpa.NO lo son: calor, trabajo.Primer principio de la TermodinmicaENERGA INTERNA (U): Es la energa total del sistema, suma de energas cinticas de vibracin, etc, de todas las molculas. Es imposible medirla. En cambio, s se puede medir su variacin.

Actualmente, se sigue el criterio de que toda energa aportada al sistema (desde el entorno) se considera positiva, mientras que la extrada del sistema (al entorno) se considera negativa.As, Q y W > 0 si se realizan a favor del sistema.U es funcin de estado.Calor a volumen constante (Qv)Es el intercambio de energa en un recipiente cerrado que no cambia de volumen. Si V = constante, es decir, DV = 0 W = 0

Calor a presin constante (Qp)La mayora de los procesos qumicos ocurren a presin constante, normalmente la atmosfrica.En este caso, como p = cte, se cumple que W = p DV (el signo negativo se debe al criterio de signos adoptado). Si DV> 0 el sistema realiza un trabajo hacia el entorno y en consecuencia pierde energa.

Entalpa estndar de la reaccinSe llama entalpa de reaccin al incremento entlpico de una reaccin en la cual, tanto reactivos como productos estn en condiciones estndar (p = 1 atm; T = 298 K = 25C; concentracin de sustancias disueltas = 1 M). Se expresa como DH0 y como se mide en J o kJ depende de cmo se ajuste la reaccin.

Ecuaciones termoqumicasExpresan tanto los reactivos como los productos indicando entre parntesis su estado fsico, y a continuacin la variacin energtica expresada como DH (habitualmente como DH0). Ejemplos:CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(l); DH0 = 890kJ H2(g) + O2(g) H2O(g); DH0 = 241,4kJ Entalpa estndar de FORMACIN (calor de formacin).Es el incremento entlpico (DH) que se produce en la reaccin de formacin de un mol de un determinado compuesto a partir de los elementos en el estado fsico normal (en condiciones estndar). Se expresa como DHf0. Se trata de un calor molar, es decir, el cociente entre DH0 y el nmero de moles formados de producto. Por tanto, se mide en kJ/mol.Ejemplos:C(s) + O2(g) CO2(g) DHf0 = 393,13 kJ/mol H2(g) + O2(g) H2O(l) DHf0 = 285,8 kJ/mol Ley de Hess."DH en una reaccin qumica es constante con independencia de que la reaccin se produzca en una o ms etapas.Recuerda que H es funcin de estado. Por tanto, si una ecuacin qumica se puede expresar como combinacin lineal de otras, podremos igualmente calcular DH de la reaccin global combinando los DH de cada una de las reacciones.

Energa de enlace.Es la energa necesaria para romper un mol de un enlace de una sustancia en estado gaseoso.En el caso de molculas diatmicas con un solo enlace, se corresponde con la energa necesaria para disociar 1 mol de dicha sustancia en los tomos que la constituyen.Para molculas poliatmicas, la energa de enlace se toma como el valor medio necesario para romper cada uno de los enlaces iguales. As por ejemplo, se sabe que para romper el primer enlace HO del H2O se precisan 495 kJ/mol mientras que slo se precisan 425 kJ/mol para romper el segundo, por lo que se suele tomar el valor medio (460 kJ/mol) como energa del enlace HO.

Entropa (S)Es una medida del desorden del sistema que s puede medirse y tabularse.La entropa es una funcin de estado.Segundo principio de la Termodinmica.En cualquier proceso espontneo la entropa total del universo tiende a aumentar siempre.A veces el sistema pierde entropa (se ordena) espontneamente. En dichos casos el entorno se desordena. Tercer principio de la TermodinmicaLa entropa de cualquier sustancia a 0 K es igual a 0 (mximo orden).