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3. Termoquímica
Contenidos ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
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Términos básicos
Termoquímica ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],reacción endotérmica reacción exotérmica
Termoquímica medidas experimentales cálculos termoquímicos cálculos termoquímicos r. combustión otras reacc. (realizables) (realizables) r. formación (normalmente no realizables) todo tipo de reacciones (realizables y no realizables)
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Primer principio de la Termodinámica ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],El sistema  recibe  energía (en forma de calor y/o trabajo) El sistema  da  energía  (en forma de calor y/o trabajo) El sistema  mantiene  su energía  (recibe calor y realiza trabajo o da calor y recibe trabajo) [Lectura: Petrucci 7.5]
Primer principio de la Termodinámica
Primer principio de la Termodinámica ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Def.:  Entalpía (es función de estado) [Lectura: Petrucci 7.6]
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Calor de reacción a  mol de  A b  mol de  B T T c  mol de  C d  mol de  D punto inicial  de la reacción punto final  de la reacción
Calor de reacción a  mol de  A b  mol de  B T T c  mol de  C d  mol de  D punto inicial  de la reacción punto final  de la reacción
Entalpía de reacción ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[Lectura: Petrucci 7.6]
Ley de Hess ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],es realizable es irrealizable [Lectura: Petrucci 7.7]
Ley de Hess
Estados estándar ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[Lectura: Petrucci 7.6]
Estados estándar un compuesto sólido o líquido, en una mezcla de reacción,  a presión P y temperatura T  el mismo compuesto sólido o líquido, puro, a presión 1 bar y temperatura T Estado real  Estado estándar o de referencia (definidos por convenio)  un compuesto gas, en una mezcla de reacción,  a presión parcial p y temperatura T  el mismo compuesto gas, puro, con comportamiento ideal, a presión 1 bar y temperatura T un  disolvente , en una mezcla de reacción,  a presión P y temperatura T  el mismo disolvente, puro, a presión 1 bar y temperatura T un  soluto , en una mezcla de reacción,  a presión P y temperatura T  el mismo soluto, disuelto en el mismo disolvente, con concentración 1M, a presión 1 bar y temperatura T
Estados estándar Reactivos  (en sus estados estándar)  Productos  (en sus estados estándar)  Reactivos  (en sus estados reales en la mezcla de reacción: composición, P, T)  Productos  (en sus estados reales en la mezcla resultante tras la reacción: composición, P, T)  entalpía de reacción a P y T entalpía de reacción estándar a T incremento de entalpía al pasar los reactivos desde su estado real hasta su estado estándar incremento de entalpía al pasar los productos desde su estado estándar hasta su estado real
Entalpías de combustión ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Ejemplos: (1) (2) (3) (4)
Entalpías de formación estándar ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[Lectura: Petrucci 7.8]
Entalpías de formación estándar
Entalpías de reacción estándar (en sus estados estándar a T)  (en sus estados estándar a T)  Reactivos  Productos  entalpía de reacción estándar a T (en sus estados estándar a T)  Elementos  [Lectura: Petrucci 7.8]
Entalpías de reacción estándar Ejemplo:  Calcula   H o  para cada reacción a partir de los respectivos   H o f , según la ley de Hess: a) C 2 H 6   (g)      C 2 H 4   (g)  + H 2   (g) b) 2NO  (g)  + H 2 (g)     N 2 O  (g)  + H 2 O  (g) Observación: No se indica T: es común hacerlo cuando T=298K. C 2 H 6   (g)      C 2 H 4   (g)  + H 2   (g) kJ mol -1 2NO  (g)  + H 2 (g)     N 2 O  (g)  + H 2 O  (g) kJ mol -1 ( kJ mol -1 ) ( kJ mol -1 )
Segundo principio de la Termodinámica
Espontaneidad ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[Lectura: Petrucci 20.1]
Prediciendo la espontaneidad de reacciones... ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Entropía ,[object Object],[object Object],[Lectura: Petrucci 20.2] Ejemplo: Modelo de 4 moléculas diatómicas con dos orientaciones posibles de igual energía, en posiciones fijas Definición estadística de Boltzmann: microestados de igual energía
Entropía ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[Lectura: Petrucci 20.2] Calor que se transferiría en el proceso si éste tuviese lugar de modo reversible (no espontáneo)
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Entropías de reacción estándar ,[object Object],[Lectura: Petrucci 20.2] (en sus estados estándar a T)  (en sus estados estándar a T)  Reactivos  Productos  entropía de reacción estándar a T (en su forma más estable a T=0K)  Elementos
Segundo principio de la Termodinámica ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[Lectura: Petrucci 20.4] Proceso espontáneo no espontáneo  (reversible) imposible
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Energía libre de Gibbs y espontaneidad ,[object Object],[object Object],[Lectura: Petrucci 20.4] espontaneidad dificultada endotérmico aumento de orden espontaneidad  favorecida exotérmico aumento de desorden Contribuciones térmica o entálpica de orden/desorden o entrópica Incremento de energía libre ~ independiente de T importancia creciente con T
Espontaneidad de reacciones y temperatura: criterios crea orden crea desorden + ― ― exotérmica endotérmica + Reacción: P,T ctes; espontáneo: ― espontánea   a cualquier T + no se da  a ninguna T T alta + no se da T baja espontánea ― + no se da T baja T alta espontánea ―
Espontaneidad de reacciones y temperatura: criterios crea orden crea desorden + ― ― exotérmica endotérmica + REACCIÓN: P,T ctes; espontáneo: kJ/mol kJ/mol kJ/mol kJ/mol
Energía libre de Gibbs estándar ,[object Object],[object Object],[object Object]
Variación de  Δ Gº con T ,[object Object],[object Object],a menudo abreviado como
Energía libre de Gibbs estándar ,[object Object],[object Object],[object Object],h)  e)  Sí a) c) b) d) f)  No g)

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3 termoquimica (2)

  • 2.
  • 3.
  • 5.
  • 6. Termoquímica medidas experimentales cálculos termoquímicos cálculos termoquímicos r. combustión otras reacc. (realizables) (realizables) r. formación (normalmente no realizables) todo tipo de reacciones (realizables y no realizables)
  • 7.
  • 8.
  • 9.
  • 10.
  • 11.
  • 12.
  • 13. Primer principio de la Termodinámica
  • 14.
  • 15. Primer principio de la Termodinámica
  • 16.
  • 17.
  • 18. Calor de reacción a mol de A b mol de B T T c mol de C d mol de D punto inicial de la reacción punto final de la reacción
  • 19. Calor de reacción a mol de A b mol de B T T c mol de C d mol de D punto inicial de la reacción punto final de la reacción
  • 20.
  • 21.
  • 23.
  • 24. Estados estándar un compuesto sólido o líquido, en una mezcla de reacción, a presión P y temperatura T el mismo compuesto sólido o líquido, puro, a presión 1 bar y temperatura T Estado real Estado estándar o de referencia (definidos por convenio) un compuesto gas, en una mezcla de reacción, a presión parcial p y temperatura T el mismo compuesto gas, puro, con comportamiento ideal, a presión 1 bar y temperatura T un disolvente , en una mezcla de reacción, a presión P y temperatura T el mismo disolvente, puro, a presión 1 bar y temperatura T un soluto , en una mezcla de reacción, a presión P y temperatura T el mismo soluto, disuelto en el mismo disolvente, con concentración 1M, a presión 1 bar y temperatura T
  • 25. Estados estándar Reactivos (en sus estados estándar) Productos (en sus estados estándar) Reactivos (en sus estados reales en la mezcla de reacción: composición, P, T) Productos (en sus estados reales en la mezcla resultante tras la reacción: composición, P, T) entalpía de reacción a P y T entalpía de reacción estándar a T incremento de entalpía al pasar los reactivos desde su estado real hasta su estado estándar incremento de entalpía al pasar los productos desde su estado estándar hasta su estado real
  • 26.
  • 27.
  • 29. Entalpías de reacción estándar (en sus estados estándar a T) (en sus estados estándar a T) Reactivos Productos entalpía de reacción estándar a T (en sus estados estándar a T) Elementos [Lectura: Petrucci 7.8]
  • 30. Entalpías de reacción estándar Ejemplo: Calcula  H o para cada reacción a partir de los respectivos  H o f , según la ley de Hess: a) C 2 H 6 (g)  C 2 H 4 (g) + H 2 (g) b) 2NO (g) + H 2 (g)  N 2 O (g) + H 2 O (g) Observación: No se indica T: es común hacerlo cuando T=298K. C 2 H 6 (g)  C 2 H 4 (g) + H 2 (g) kJ mol -1 2NO (g) + H 2 (g)  N 2 O (g) + H 2 O (g) kJ mol -1 ( kJ mol -1 ) ( kJ mol -1 )
  • 31. Segundo principio de la Termodinámica
  • 32.
  • 33.
  • 34.
  • 35.
  • 36.
  • 39.
  • 40.
  • 41.
  • 42.
  • 43.
  • 44.
  • 45. Espontaneidad de reacciones y temperatura: criterios crea orden crea desorden + ― ― exotérmica endotérmica + Reacción: P,T ctes; espontáneo: ― espontánea a cualquier T + no se da a ninguna T T alta + no se da T baja espontánea ― + no se da T baja T alta espontánea ―
  • 46. Espontaneidad de reacciones y temperatura: criterios crea orden crea desorden + ― ― exotérmica endotérmica + REACCIÓN: P,T ctes; espontáneo: kJ/mol kJ/mol kJ/mol kJ/mol
  • 47.
  • 48.
  • 49.