Fundamentos de Termoquímica: Conceptos Clave de Calor y Energía en Química

Conceptos Fundamentales de Termoquímica

La termoquímica es una rama esencial de la química que se enfoca en el estudio de las cantidades de calor que acompañan a las reacciones químicas. Comprender sus principios es crucial para analizar los cambios energéticos en diversos procesos.

Definiciones Clave en Termoquímica

Termoquímica

Parte de la química que estudia las cantidades de calor que acompañan a las reacciones químicas.

Sistema

Cualquier porción del universo aislada en un recipiente inerte para estudiar las variables sobre su contenido.

Tipos de Sistemas Termodinámicos

• Sistema Abierto: Es aquel sistema que intercambia materia y energía con sus alrededores. Ejemplo: Un líquido colocado en un recipiente abierto a la atmósfera.
• Sistema Cerrado: Es un sistema que puede recibir o ceder energía, pero no puede intercambiar materia. Ejemplo: Un recipiente cerrado al cual se le aplican variaciones de temperatura. Ganará o perderá energía, pero su masa permanecerá constante.
• Sistema Aislado: En este tipo de sistema no existe intercambio de energía con sus alrededores. Ejemplo: Los sistemas al vacío donde se producen reacciones aisladas del medio que las rodea.

Calor Específico

Es la cantidad de calor necesaria para aumentar en 1 ºC la temperatura de 1 gramo de sustancia.

Tabla de Calor Específico (Valores de Referencia)

Caloría

Se define como la cantidad de energía calorífica necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua pura en 1 °C (desde 14,5 °C a 15,5 °C), a una presión normal de una atmósfera.

Calor

Es la transferencia de energía entre dos sistemas a diferentes temperaturas.

Cambios de Estado y Energía

Fusión

Paso de un cuerpo del estado sólido al líquido por la acción del calor.

Evaporación

Es el proceso que permite que una sustancia en estado líquido se convierta en gas.

Condensación

Es el proceso inverso a la vaporización, ya que el gas pasa al estado líquido.

Sublimación

Es el paso del estado sólido al estado gaseoso.

Calor de Reacción

Es el cambio de energía que se presenta por el rompimiento o formación de enlaces químicos. Se expresa generalmente en términos de calorías o kilocalorías (Kcal). Actualmente también se utiliza el joule (J) como medida de energía cuando se habla de cambios químicos.

Equivalencias Energéticas

• 1 caloría = 4.184 joules (J)
• 1 Kilocaloría (Kcal) = 1.000 calorías

Tipos de Reacciones Químicas según su Intercambio de Calor

Reacciones Exotérmicas

Son aquellas reacciones donde se libera calor. Esto significa que la energía de las moléculas de los productos (EP) es menor que la energía de las moléculas de los reaccionantes (ER).

Reacciones Endotérmicas

Son aquellas reacciones que absorben calor, lo que significa que la energía de las moléculas de los productos (EP) es mayor que la energía de las moléculas de los reaccionantes (ER).

Conceptos Termodinámicos Adicionales

Entalpía

Es el contenido calórico de una sustancia y se representa con la letra H. Se refiere a la variación de entalpía en un sistema químico.

Entropía

Es una medida del desorden de un sistema y se representa con la letra S. El cambio de entropía se simboliza con ΔS.