2. TERMODINAMICA
Es la ciencia que estudia la
relación que existe entre
el calor y otras formas de
energía.
TERMODINAMICA QUIMICA
O TERMOQUIMICA
Es la rama de la
química que estudia
desde un punto de
vista general las
relaciones entre la
energía y los cambios
químicos.
La parte de la Química
que se encarga de
estudiar la variaciones
de energía térmica
(calor) que acompañan a
las reacciones químicas.
ECUACIÓN TERMOQUIMICA
1. Es aquella ecuación química donde se describen su estado físico, calor de reacción
y además se señalan otras condiciones como la presión, temperatura a la cual se
encuentra.
Ejemplo:
C6H6 (l) +15/2O2 → 3H2O + 6CO2
Q25°C= -3267,70KJ
3. SISTEMA
• Es cualquier espacio
material en el que
se desea enfocar la
atención (estudio).
Este sistema queda
separado del resto
del universo por un
limite imaginario o
físico, el resto se
denomina medio
ambiente.
• TIPOS DE SISTEMAS
Abierto
Cerrado
Aislado
FASE
Porción homogénea de
un sistema físicamente
diferenciable, y
separable
mecánicamente. Desde
este punto de vista los
sistemas pueden
dividirse en:
-Sistema Homogéneo
-Sistema Heterogéneo
ENERGÍA
Es la capacidad para producir
cambios cuando un sistema
interacciona con los alrededores a
través de la frontera. La energía
cruza la frontera en forma de calor
llamada energía Térmica y/o trabajo.
1cal=4,184J y 1Kcal=1x103
Esto indica que el calor y trabajo son
fenómenos que no se acumulan en
el sistema.
La energía se clasifica en:
-Energía Cinética (Ec)
Ec=1/2m*V2; V= velocidad del
cuerpo y m= masa
-Energía Potencial (Ep)
Términos Necesarios Conocer:
4. • Desprende calor
• Valor numérico del signo es
negativo
PROCESO
EXOTERMICO
• Absorbe calor
• Valor numérico del signo es
positivo
PROCESO
ENDOTERMICO
PROPIEDADES DE UN SISTEMA
INTENSIVAS EXTENSIVAS
Densidad
Masa molar
Volumen molar
Temperatura y
presión
Masa total
Volumen total
Energía total
VARIABLES DE UN SISTEMA
Cada una de las cantidades que
determinan y definen el estado
de un sistema. Por lo tanto.
PROCESOS DE UN SISTEMAEn forma general de la
energía en forma de
calor se representa
con la letra Q y el
símbolo ∆H
5. Ejemplo:
En un proceso se desprenden 12500J de calor. ¿Qué tipo de proceso y valores para Q en
KJ y calorías.
Datos: Tipo de proceso: proceso exotérmico porque se desprende calor
Q=12500J Q=12500J x 1KJ = -12,50KJ
Q KJ=? 1x10
Q cal=? Q=12500J x 1cal = -2987,57 cal
4,184J
CAMBIOS DE FASE
H2O (s)+ calor H2O(l) Fusión. Cuando la cantidad de sustancia que se considera es
un mol, se denomina calor molar de fusión y se representa ∆Hf
H2O (l)+ calor H2O(s) Congelación o solidificación
H2O (l)+ calor H2O(g) Vaporización. Cantidad de sustancia absorbida por un mol de
sustancia y se representa ∆Hv
H2O (s)+ calor H2O(l) Condensación o licuefacción
3
6. CALOR ESPECIFICO (Ce)
El Calor especifico de una sustancia es la cantidad de calor que se debe suministrar a 1g
de sustancia para elevarle su temperatura en 1°C. Mientras mayor sea el valor para el Ce
de una sustancia, mayor cantidad de calor hay que suministrarle para lograr el aumento
significativo en su temperatura. El agua liquida posee un alto valor para su Ce el cual es
4,184 J/g°C.
Q= m ×Ce × ( t)
Ejemplo:¿Cuanto calor hay que suminístrale a 85g de un aceite ligero para que su
temperatura aumente desde una temperatura 25°C a 60°C?
Se tiene 25g de H2O a 35°C ¿Qué cantidad de calor se le debe extraer al H2O, para que
su temperatura descienda a 25°C?
Q= cantidad de calor suministrado o extraído en J
m= masa de la fase en g
Ce= calor especifico en J
g.°c
7. CALORIMETRIA
Es la parte de la física que se encarga de medir la cantidad de
calor generado en ciertos procesos físicos o químicos.
Es la medida de la cantidad de calor que cede o absorbe un
cuerpo en curso de un proceso físico o químico.
La calorimetría mide el
calor de una reacción
química o un cambio
de estado usando un
instrumento llamado
calorímetro.
Para determinar los calores de reacción se utilizan los
calorímetros.
Para obtener buenos resultados, es necesario determinar la
capacidad calorífica del calorímetro (Constante calorimétrica=
Kc). Operacionalmente se define como la cantidad de calor por
grados de temperatura (J/°C), que pierde o gana el calorímetro
y el termómetro durante sus determinaciones calorimétricas.
Conocida esta cantidad se aplica la ecuación siguiente:
Qc=Kc x ∆t
La cantidad total de calor que acompaña a la reacción es igual
a Q= Q1+ Qc
Ejemplo:
Un calorímetro con una constante calorimétrica igual a 59,41J/°C contiene 2000 g de
agua a 25,3°C. En la cámara de reacción se realiza un proceso químico. La temperatura
del termómetro asciende hasta 28,2°C. ¿Qué cantidad de calor en KJ se desprendió en la
reacción.
8. FACTORES QUE AFECTAN EL CALOR DE UNA REACCION
Depende si el proceso realiza a volumen o a presión constante, también de las
cantidades de sustancias consideradas en su estado físico y la temperatura a la cual
se realiza la reacción.
ENTALPIA
Calor de reacción que acompaña a un proceso químico, que se realiza a presión
constante y se representa mediante una función termodinámica y se designa con la
letra H.
Para indicar la variación energética(∆H), entalpia de los reaccionantes (H1) y
entalpia de los productos (H2) ∆H= H2 – H1
LEY DE HESS (LEY DE SUMAS CONSTANTES DE CALOR)
La variación de calor resultante en una reacción química es siempre la misma, ya
sea que la reacción se efectúe en una o varias etapas.
La ley de Hess permite que las ecuaciones termoquímicas, sean sumadas y
restadas como ecuación algebraica. Otra Ley importante, es la Ley de Lavoisier-
Laplace , cuyo enunciado: el calor de
descomposición de un compuesto es
numéricamente igual a su calor de formación,
pero de signo contrario
9. Aplicación de la Ley de Hess
Se tiene las siguientes ecuaciones termoquímicas:
1. C2H5OH(l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(l) H25°C= -1366,91KJ
2. C(s) + O2(g) CO2 (g) H25°C= -393,51 KJ
3. H2(g) + ½ O2 H2O(l ) H25°C= -285,85 KJ
Con estos datos calcular el calor de formación del etanol liquido (C2H5OH)
2C(s) + 3H2(g) + ½ O2 → C2H5OH(l) H25°C= ?
10. Se denomina calor formación o entalpia
de formación de una sustancia a la
variación de entalpia que acompaña a la
formación de un mol de sustancia a partir
de sus elementos, a la temperatura de
25°C y a 1 atmosfera de presión.
H2(g) + ½ O2(g) H2O(l)
∆H25°C = - 285,85 KJ
Sustancia H (KJ/mol)
H2O(l) -285,85
H2O(g) -241,84
HCl(g) -92,30
CO2(g) -393,51
HNO3(l) -173,22
CH4(g) -74,89
C3H8(g) -103,85
Se denomina calor combustión o
entalpia de combustión de una sustancia
a la variación de entalpia que acompaña
a la combustión completa de un mol de
compuesto con C e H y C, H, O a
temperatura de 25°C y a 1 atmosfera de
presión. Todos los calores de combustión
son negativos , lo que indica que son
reacciones exotérmicas.
Sustancia H (KJ/mol)
CH4(g) -890,36
H2O(g) -241,84
HCl(g) -92,30
CO2(g) -393,51
HNO3(l) -173,22
CH4(g) -74,89
C3H8(g) -103,85
ENTALPIAS DE FORMACION 25°C Y 1atm ENTALPIAS DE FORMACION 25°C Y 1atm
