UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA SEDE CUENCAINGENIERIA MECANICA

NOMBRE: ANDRES ARIZAGATRABAJO DE INVESTIGACIÓN DE QUÍMICA GENERAL

TEMA: TERMOQUÍMICA

INTRODUCCION

Consiste en el estudio de las transformaciones que sufre la Energía calorífica en las reacciones químicas, surgiendo como una aplicación de la Termodinámica a la química.

Frecuentemente podemos considerar que las reacciones químicas se producen a presión constante (atmosfera abierta, es decir, P=1 atm), o bien a volumen.

TERMOQUIMICA

La Termoquímica Consiste en el estudio de las transformaciones que sufre la energía calorífica(energía térmica) en las reacciones químicas, surgiendo como una aplicación de la termodinámica a la química.

La Energía térmica• Se debe al movimiento de las partículas que constituyen la materia y

se desprende en forma de calor, esta energía puede incrementarse o disminuir generalmente por transferencia de calor

La transferencia de energía térmica de un cuerpo a otro debido a una diferencia de temperatura se denomina calor.

Este calor involucrado puede ser sensible o latente El calor latente.Es la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización). Se debe tener en cuenta que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio de fase y no para un aumento de la temperatura.

En el Sistema Internacional, el calor latente (Q) se mide en J/kg.

Calor sensible

Es aquel que recibe un cuerpo o un objeto y hace que aumente su temperatura sin afectar su estructura molecular y por lo tanto su estado. En general, se ha observado experimentalmente que la cantidad de calor necesaria para calentar o enfriar un cuerpo es directamente proporcional a la masa del cuerpo y a la diferencia de temperaturas.

En la termoquímica se analizan los procesos químicos y físicos de las sustancias llevan asociados cambios o variaciones de energía, y la forma de energía más habitual de dichas variaciones es como calor o energía calorífica. El intercambio de calor entre un sistema y su entorno se produce como consecuencia de una diferencia de temperatura, por ejemplo:

Siempre se produce un flujo de calor desde el elemento de mayor temperatura al de menor temperatura. En concreto, la transferencia de calor, Q, que experimenta un sistema formado por una sustancia pura depende de:

• La variación de temperatura que experimenta, ΔT• La masa de la sustancia, m• La naturaleza de la sustancia, la capacidad calorífica específica y

la capacidad calorífica molar.

Capacidad calorífica específica La capacidad calorífica c, es la energía calorífica necesaria para aumentar 1ºC o 1K ,la temperatura de 1kg de masa de una sustancia a una presión de 1013 hPa, En el SI se expresa en J/kg·K y es una propiedad característica de las sustancias.

Esto significa que para que un kg de agua aumente 1ºC su temperatura ,a presión normal, se han de suministrar 4180 J de energía calorífica.

Entonces, conociendo la masa de sustancia, m, la variación de temperatura que experimenta, ΔT, y su capacidad calorífica específica se puede calcular la energía calorífica intercambiada o transferencia de calor, Q, según la fórmula:

Donde:• m = masa de la sustancia• Cp o c = capacidad calorífica específica (J/K·kg)• ΔT = Tf – Ti (temperatura final menos temperatura inicial del sistema)

EjemploPara calentar una barra de 6kg de aluminio de 25ºC a 40ºC, sabiendo que la Cp del aluminio es de 895 J/kg·K

Q = m·c·ΔT = 6 kg · 895 (J/K·kg) · (40-25) = 80550 J

Capacidad calorífica molar de una sustanciaLa Capacidad calorífica molar, Cm, es la energía calorífica necesaria para aumentar 1K o 1ºC la temperatura de un mol de cualquier sustancia.

El calor que se transfiere durante una reacción química depende de la trayectoria seguida puesto que el calor no es una función de estado. Sin embargo, generalmente las reacciones químicas se realizan a P=cte o a V=cte, lo que simplifica su estudio.

La situación más frecuente es la de las reacciones químicas realizadas a P=cte, y en ellas el calor transferido es el cambio de entalpía que acompaña a la reacción y se denomina "entalpía de reacción"

Las reacciones químicas pueden ser de dos tipos:Exotérmicas: Cuando la reacción sucede con liberación de calor (del centro hacia afuera) aquellas cuya variación de entalpía es negativa (calor cedido por el sistema durante la reacción) son llamadas reacciones exotérmicas. Si la reacción es exotérmica y se realiza en un recipiente de paredes adiabáticas, la temperatura final del sistema aumenta

• Endotérmicas: Cuando la reacción sucede con absorción de calor (desde fuera hacia dentro), las reacciones donde la variación de entalpía es positiva (calor absorbido en la reacción) también son llamadas reacciones endotérmicas. Si la reacción endotérmica se realiza en un sistema de paredes adiabáticas, como consecuencia de la reacción se produce una disminución en la temperatura del sistema.

La termoquímica es una parte de la termodinámica que se encarga del estudio de los cambios caloríficos que ocurren dentro de una reacción Química a través del calor (Q), dichos cambios pueden ser representados dentro de una ecuación química.

Hemos visto entonces, que la energía liberada (reacciones exotérmicas) o absorbida (reacciones endotérmicas) en una reacción se la expresará en forma de CALOR (Q) o Entalpia (H) dentro de una ecuación termoquímica, la variación de entalpía para cierta reacción química está dada por.

ΔH = HP – HR

Dónde: ΔH = HP – HR

HP es la suma de las entalpías de los productos HR es la suma de las entalpías de los reactivos.

En las reacciones exotérmicas, ΔHR > ΔHP y por ello ΔH es negativa (ΔHP – ΔHR = -)

En las reacciones endotérmicas, ΔHR < ΔHP y por eso ΔH es positivo (ΔHP – ΔHR = +)

ΔH= kilocalorías (Kcal)= kilo joule (KJ)

Una caloría equivale a 4,18 Joules.

A partir de las entalpías de formación de los distintos compuestos que intervienen en una reacción química es posible calcular la entalpía o variación de entalpía de dicha reacción ΔH.

Cuando una reacción termoquímica no informa de los valores de temperatura y presión, se sobre entiende que la misma se realice a 25ºC o a 298 K, 1 atm y forma alotrópica del compuesto su entalpia será igual a cero.

Esta condición se define como estándar en la termoquímica.

Ejemplo: Combustión del benceno, Calcular entalpia de reacción ΔHc DATOS: • Ecuación con coeficientes estequiometricos

Consideramos que estamos en condiciones estándar.

T=25°C P=1atm

• Entalpias compuestos

DESARROLLO:

CONCLUSIONES: Se logró entender el estudio de la termoquímica que es la propiedad de procesos de absorber y desprender calor en una reacción química que mediante el estudio realizado se puede definir ese calor o energía . Este calor o energía que se desprende en una reacción química puede generar un trabajo y esto generar un movimiento

BIBLIORGRAFIA:

http://www.quimitube.com/videos/termodinamica-teoria-11-calculo-de-la-entalpia-de-reaccion-a-partir-de-las-entalpias-de-formacionhttp://www.academia.edu/6837701/Cuadernillo_de_termoquimicahttp://quimica.laguia2000.com/general/termoquimica-calor-de-reaccion