Termoquimica
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TERMOQUÍMICA
Sistema termodinámico: una parte del universo que sometemos a estudio. Esa parte del universo está separada del resto del universo por una superficie (real o no). Cualquier cosa puede ser un sistema. El resto del universo es el exterior o entorno.
Entorno: es el resto del universo que rodea el sistema.
Los sistemas se pueden clasificar en:
- Abierto: puede intercambiar materia y energía con el exterior. (combustión de cualquier cosa)
- Cerrado: no intercambia materia pero sí energía. (combustión de algo dentro de un recipiente)
- Aislado: no intercambia ni materia ni energía. (combustión de algo dentro de un recipiente grueso)
- Homogéneo: tiene las mismas propiedades en todos los puntos del sistema.
- Heterogéneo: no tiene las mismas propiedades en todos los puntos del sistema.
VARIABLES TERMODINÁMICAS: Son magnitudes que sirven para definir el estado de un sistema.
Por ejemplo:
Para saber como se encuentra el gas necesitamos unas variables: volumen, presión, temperatura y composición.
Las variables de estado se relacionan entre sí a través de ecuaciones matemáticas.
P V = n R T Ecuación de los gases ideales
Podemos clasificarlas en:
- Variables extensivas: su valor depende de la cantidad de sistema. (pero depende de la masa del libro) (volumen)
- Variables intensivas: su valor no depende de la cantidad de sistema. ( la temperatura, la presión, la densidad)
FUNCIONES DE ESTADO:
Es una variable termodinámica cuyo valor depende únicamente del estado final o inicial del sistema. (Ejemplos: el volumen, la temperatura, la presión, la energía interna, la entalpía, la energía libre de Gibbs, la entropía)
Energía interna: energía que tienen los sistemas en sí.
1º Principio de la termodinámica: La energía de un sistema permanece constante (siempre se conserva).
En una combustión se produce calor procedente de la energía interna. Parte de la energía interna de un sistema se puede transformar en calor por trabajo.
Trabajo en termodinámica:
Producto de la presión por la variación de volumen.
W= p A V = p (Vf - Vº)
El trabajo y la energía interna(trabajo) se miden en J.
Entalpía: la suma de energía interna mas el producto del volumen por la presión.
La entalpía es una función de estado. No se puede saber el valor absoluto.
En una reacción exotérmica la variación de entalpía es negativa y en una exotérmica será positiva.
En un proceso en el que intervengan líquidos o sólidos solamente el volumen no varía.
DIAGRAMAS ENTÁLPICOS Y ECUACIONES TERMOQUÍMICAS
Ecuación termoquímica: una ecuación química en la que figura también la variación de energía que tuvo lugar en ella.
A través de los diagramas entálpicos se ve si es endotérmica o exotérmica.
Entalpía de formación (estándar): es la variación de entalpía que tiene lugar cuando se forma un mol de un compuesto a partir de los elementos que lo constituyen a la presión de 1atm y tº 298º k =25 ºC
Entalpía de reacción: es la variación de entalpía de los productos de la reacción menos la variación de entalpía de los reactivos de la reacción.
Calor de combustión: es el calor que se desprende cuando se quema un mol de una sustancia en presencia de oxígeno a presión constante.
Reacción de combustión: siempre que se haga la reacción de un compuesto orgánico va a dar H2O+ CO2.
Ley de Hess: se utiliza para calcular entalpías de reacción y se basa en que la variación de entalpía es una función de estado. Hess enunció su ley: cuando una reacción química puede expresarse como la suma algebraica de otras su calor de reacción es igual a la suma de los calores de las reacciones parciales.
Entropía: es una magnitud asociada a los intercambios de calor y mide el grado de desorden de un sistema. Es una magnitud de estado y se diferencia de las anteriores en que tiene valores absolutos y asignamos valor de entropía 0 a los sólidos cristalinos que están perfectamente ordenados a 0º k.
Se mide en KJ o J.
Procesos espontáneos: son irreversibles.
Procesos reversibles: se puede volver atrás.
La energía libre de Gibs: es una función de estado y nos va a determinar si un proceso es espontáneo o no. Van a ser espontáneos aquellos procesos en los que la variación de energía libre de Gibs es menor a 0 . Si es igual a 0 el sistema está en equilibrio.
Sistema termodinámico: una parte del universo que sometemos a estudio. Esa parte del universo está separada del resto del universo por una superficie (real o no). Cualquier cosa puede ser un sistema. El resto del universo es el exterior o entorno.
Entorno: es el resto del universo que rodea el sistema.
Los sistemas se pueden clasificar en:
- Abierto: puede intercambiar materia y energía con el exterior. (combustión de cualquier cosa)
- Cerrado: no intercambia materia pero sí energía. (combustión de algo dentro de un recipiente)
- Aislado: no intercambia ni materia ni energía. (combustión de algo dentro de un recipiente grueso)
- Homogéneo: tiene las mismas propiedades en todos los puntos del sistema.
- Heterogéneo: no tiene las mismas propiedades en todos los puntos del sistema.
VARIABLES TERMODINÁMICAS: Son magnitudes que sirven para definir el estado de un sistema.
Por ejemplo:
Para saber como se encuentra el gas necesitamos unas variables: volumen, presión, temperatura y composición.
Las variables de estado se relacionan entre sí a través de ecuaciones matemáticas.
P V = n R T Ecuación de los gases ideales
Podemos clasificarlas en:
- Variables extensivas: su valor depende de la cantidad de sistema. (pero depende de la masa del libro) (volumen)
- Variables intensivas: su valor no depende de la cantidad de sistema. ( la temperatura, la presión, la densidad)
FUNCIONES DE ESTADO:
Es una variable termodinámica cuyo valor depende únicamente del estado final o inicial del sistema. (Ejemplos: el volumen, la temperatura, la presión, la energía interna, la entalpía, la energía libre de Gibbs, la entropía)
Energía interna: energía que tienen los sistemas en sí.
1º Principio de la termodinámica: La energía de un sistema permanece constante (siempre se conserva).
En una combustión se produce calor procedente de la energía interna. Parte de la energía interna de un sistema se puede transformar en calor por trabajo.
Trabajo en termodinámica:
Producto de la presión por la variación de volumen.
W= p A V = p (Vf - Vº)
El trabajo y la energía interna(trabajo) se miden en J.
Entalpía: la suma de energía interna mas el producto del volumen por la presión.
La entalpía es una función de estado. No se puede saber el valor absoluto.
En una reacción exotérmica la variación de entalpía es negativa y en una exotérmica será positiva.
En un proceso en el que intervengan líquidos o sólidos solamente el volumen no varía.
DIAGRAMAS ENTÁLPICOS Y ECUACIONES TERMOQUÍMICAS
Ecuación termoquímica: una ecuación química en la que figura también la variación de energía que tuvo lugar en ella.
A través de los diagramas entálpicos se ve si es endotérmica o exotérmica.
Entalpía de formación (estándar): es la variación de entalpía que tiene lugar cuando se forma un mol de un compuesto a partir de los elementos que lo constituyen a la presión de 1atm y tº 298º k =25 ºC
Entalpía de reacción: es la variación de entalpía de los productos de la reacción menos la variación de entalpía de los reactivos de la reacción.
Calor de combustión: es el calor que se desprende cuando se quema un mol de una sustancia en presencia de oxígeno a presión constante.
Reacción de combustión: siempre que se haga la reacción de un compuesto orgánico va a dar H2O+ CO2.
Ley de Hess: se utiliza para calcular entalpías de reacción y se basa en que la variación de entalpía es una función de estado. Hess enunció su ley: cuando una reacción química puede expresarse como la suma algebraica de otras su calor de reacción es igual a la suma de los calores de las reacciones parciales.
Entropía: es una magnitud asociada a los intercambios de calor y mide el grado de desorden de un sistema. Es una magnitud de estado y se diferencia de las anteriores en que tiene valores absolutos y asignamos valor de entropía 0 a los sólidos cristalinos que están perfectamente ordenados a 0º k.
Se mide en KJ o J.
Procesos espontáneos: son irreversibles.
Procesos reversibles: se puede volver atrás.
La energía libre de Gibs: es una función de estado y nos va a determinar si un proceso es espontáneo o no. Van a ser espontáneos aquellos procesos en los que la variación de energía libre de Gibs es menor a 0 . Si es igual a 0 el sistema está en equilibrio.