TERMOQUIMICA
Calores quimicos
Calor
Primer principio de la termodinamica
Calor de reaccion
Ley de Chatelier
Calor de solucion
Calor de formacion
Ley de Hess
Segundo principio de la termodinamica
Capacidad calorifica
Ejemplo
Concepto
Concepto
Ejemplo
El calor específico es una propiedad intensiva, no depende de la materia, y es un valor fijo para cada sustancia. Así, el agua tiene un valor fijo de calor específico, el cual debemos entenderlo como la cantidad de calor que puede absorber una sustancia: cuanto mayor sea el calor específico, mayor cantidad de calor podrá absorber esa sustancia sin calentarse significativamente.
una estufa, la quema de calorías al hacer ejercicio físico, el agua cuando hierve al superar los 100°C. El calor es toda la energía producida por el movimiento de las moléculas en una determinada sustancia, mientras que la temperatura es una medida de la energía molecular media.
La capacidad calorífica se puede expresar como la cantidad de calor requerida para elevar en 1ºC, la temperatura de una determinada cantidad de sustancia. Cuanto mayor sea la capacidad calorífica de una sustancia, mayor será la cantidad de calor entregada a ella para subir su temperatura.
Por ejemplo, no es lo mismo calentar el agua de un vaso que el agua de toda una piscina: requerimos mayor calor para calentar el agua de toda una piscina puesto que su capacidad calorífica es mucho mayor.
Concepto
Ejemplo
La primera ley de la termodinámica establece una relación entre la energía interna del sistema y la energía que intercambia con el entorno en forma de calor o trabajo. Al igual que todos los principios de la termodinámica, el primer principio se basa en sistemas en equilibrio.
Un niño lanza un balon al aire: un niño lanza un balón al aire.
En el momento en que sale de sus manos el balón tiene velocidad, por lo tanto tiene energía cinética. Todavía no ha ganado altura, por lo tanto no tiene energía potencial.
Mientras va subiendo pierde velocidad y gana altura. Pierde energía cinética y gana energía potencial.
Cuando llega en el punto más alto, solo tiene energía potencial. Finalmente vuelve a bajar y las energías se vuelven a invertir.
Concepto
Ejemplo
Al igual que ocurren con otras leyes de termodinámica, el segundo principio es de tipo empírico, llegamos a él a través de la experimentación. La termodinámica no se preocupa de demostrar por qué las cosas son así, y no de otra forma. esta segunda ley no dice que no sea posible la extracción de calor de un foco frío a otro más caliente. Simplemente dice que dicho proceso nunca será espontáneo.
Un aire acondicionado puede enfriar el aire en una habitación. Al enfriar el aire reduce la entropía del aire de ese sistema. El calor expulsado de la habitación (el sistema) siempre contribuye más a la entropía del ambiente que la disminución de la entropía del aire de ese sistema.
Concepto
Ejemplo
El calor de la reacción es la energía que se libera o absorbe cuando las sustancias químicas se transforman en una reacción química. Describe el cambio del contenido de energía cuando los reactivos se convierten en productos
La temperatura del café en una taza puede ser igual que la temperatura del café en una jarra de 5 litros; sin embargo, en la jarra habrá más calor, porque al tener más líquido, habrá más energía térmica total.
Expontaneidad y equilibrio
Concepto
Ejemplo
Cuando un sistema químico está en equilibrio (Q = K) (ver t13) y se le somete a una perturbación, el sistema evoluciona espontáneamente hacia un nuevo estado de equilibrio, que se caracteriza por unas concentraciones de reactivos y productos que cumplen la condición de equilibrio Q = K.
Existen tres variables que afectan al estado de equilibrio:
Cambios en la concentración de las especies reaccionantes
Cambios en la presión y el volumen
Efecto de la temperatura.
Si consideramos el equilibrio estudiado anteriormente: 2 SO (g) O 2 SO (g)
Moles/L en el equilibrio: 0,34 M 0,17 M 0,06 M
Al sustituir los valores numéricos (sin unidades) en la expresión del equilibrio nos queda:
Kc= [SO3]^2/[SO2]^2 [02] = 0,18 para la reaccion estudiada, a 1000 °C, Kc= 0,18
Concepto
Ejemplo
Concepto
Ejemplo
Concepto
Ejemplo
Hess (1802–1850) observó que el calor que interviene en una reacción química es independiente de la forma en que ésta se realice. La ley de Hess significa que los calores son aditivos (siempre y cuando las reacciones se realicen en las mismas condiciones de presión y temperatura)
La reacción de síntesis del acetileno, C2H2, es:
2 C(grafito) + H2(g) = C2H2(g)
Es necesario lograr hacer una ecuación que tenga sólo C y H2 primeramente y C2H2 en segundo lugar, y por eso se debe de eliminar el O2, CO2 y H2O. Esta ecuación se puede obtener a partir del algoritmo: 2·a + b – 1/2·c
Llevamos a cabo las operaciones indicadas y se suman las ecuaciones intermedias y sus entalpías
calor de formación, a entalpía (H) de formación es el calor liberado o absorbido en una reacción que forma 1 mol de una sustancia simple en su estado estándar. El calor de formación es el cambio de valores de energía durante la formación de elementos
Un ejemplo de entalpía de formación es la unión de oxígeno (O) e hidrógeno (H) para formar agua (H2O), cuya variación de energía o entalpía (ΔH) es de -285.820 KJ/mol.
El calor de solución o entalpía de solución es el calor que se absorbe o se desprende durante el proceso de disolución de cierta cantidad del soluto en el solvente, bajo la condición de presión constante.
El calor diferencial de solución puede interpretarse como la variación de entalpia resultante de la disolución de 1 mol del componente considerado (soluto o solven- te), en una "cantidad muy grande" (en el límite en una cantidad infinita) de solución de la concentración especificada.