Conceptos Fundamentales de Termodinámica Química

Tipos de Reacciones

Reacción endotérmica: Es la reacción que requiere un aporte de energía para producirse.

Reacción exotérmica: Es la reacción que se produce con desprendimiento de energía.

Reacción espontánea: Es la reacción en la cual la energía libre del sistema disminuye, sin necesidad de que intervenga el entorno (puede intervenir pero no es indispensable).

Reacción no espontánea: Es la reacción en la cual la energía libre del sistema aumenta.

Energía y Entalpía

Energía interna de un sistema: Es la energía que tiene un sistema debido a la energía cinética y energía potencial de sus partículas.

Entalpía estándar de reacción: Es la variación de entalpía de un sistema en el que transcurre una reacción con las proporciones que indican sus coeficientes, se mide con el calor que se intercambia a presión constante.

Entalpía estándar de formación: Es la variación de entalpía donde se produce un mol de compuesto a partir de sus elementos.

Entalpía estándar de combustión: Es la energía liberada en forma de calor, en una reacción de combustión de 1 mol de sustancia.

Entropía y Espontaneidad

Entropía: Es un principio de la termodinámica que mide el grado de desorden en que las partículas de un sistema físico se distribuyen en un volumen determinado.

Entalpía libre estándar de reacción: Representa el trabajo libre (útil) que se puede obtener en un proceso.

Ley de Hess: La variación de entalpía en una reacción química, es la misma, independientemente de que la reacción se efectúe en una o varias etapas.

Criterio de espontaneidad: Para que una reacción sea espontánea:

1. Reacción exotérmica: Si aumenta la entropía la reacción es espontánea a cualquier temperatura. Si disminuye la entropía la reacción es espontánea a temperaturas suficientemente bajas.
2. Reacción endotérmica: Si disminuye la entropía la reacción no es espontánea. Si aumenta la entropía la reacción es espontánea a temperaturas suficientemente altas.

Primer Principio de la Termodinámica

El primer principio de la termodinámica se basa en la conservación de la energía. Se establecen dos conceptos:

1. Trabajo (W): Es una forma de transferir energía entre dos sistemas físicos, que se produce como consecuencia de procesos donde intervienen fuerzas y desplazamientos.
2. Calor (Q): Es una forma de transferir energía entre dos sistemas físicos, que se produce por el hecho de encontrarse ambos a diferente temperatura.