TERMODINÁMICA
3º Medio - 2011
Energía, Trabajo y calor
Energía: Es la capacidad de un sistema para producir trabajo.

Trabajo: Es la acción que modifica el sistema mismo o sus alrededores.

Cualquier sistema químico, a una presión y temperatura dada, posee:

• Una cantidad de energía que es medible
• Una cantidad de energía almacenada en su interior debido a su composición,
que llamamos energía interna (E).




              ΔE = E f – E i                       ΔE = q + w
Primera Ley de la Termodinámica

“La energía total del universo es constante; la energía no se crea ni se destruye,
solo se transforma”

• Cuando un sistema absorbe calor, el valor de q es positivo y aumenta su energía
interna.
• Cuando el sistema libera calor, el valor de q es negativo, y disminuye su energía
interna




                       Sistema                           Absorción de calor, (signo +)
        q+                              q-
                          (E)                            Perdida de calor, (signo -)
     Absorbe                         Pierde
Energía en las reacciones Químicas

Reacciones exotérmica: Es un proceso en el cual se desprende energía .

Reacciones endotérmica: Es un proceso que necesita un aporte continuo de energía
para producirse, es un proceso que absorbe energía.

Entalpia (H): es la medida del contenido calórico de una reacción

Variación de entalpia (ΔH) : es el intercambio de energía térmica que experimenta un
sistema químico con su ambiente a presión constante.

                            Δ H reacción = H productos – H reactantes


                         Si ΔH > 0 reacción endotérmica
                         Si Δ H < 0 reacción exotérmica
Por ejemplo

H                                        H




    H productos > H reactantes                         H productos < H reactantes

                       Δ H reacción = H productos – H reactantes

         ΔH > 0                                                    ΔH < 0
ENERGIA DE ENLACE

1º Método para calcular entalpia de reacción: Según su energía de enlace
        Enlace             Energia (kj/mol)      Entendiendo:
        C–C                     345
                                                 • Cuando se rompe un enlace se
        C–H                     411              libera la energía indicada
        O–H                     459              •Cuando se forma un enlace se
        H–H                     432              absorbe la energía indicada

        O=O                     494
        C=C                     610
        C=O                     799
        C=C                     835
        Cl – Cl                 242
        H – Cl                  431
Enlace      Energia
                                                                                  (kj/mol)



Ejemplo                                                                  C–C

                                                                         C–H
                                                                                  345

                                                                                  411

                                                                         O–H      459

Para la siguiente reacción calcular la entalpia de reacción:             H–H      432

                        2H2(g) + O2(g) -----------> 2H2O(g)              O=O      494

                                                                         C=C      610

                2 H-H (g) + O = O(g) -----------> 2 H – O – H (g)        C=O      799

                                                                         C=C      835


ΔHr = Σ (entalpia de los enlaces rotos) – Σ ( entalpia de los enlaces formados)

                        ΔHr = ( 2 x 432) + (1 x 494) – (4 x 459)

                                  ΔHr = - 478 kJ/mol
Ejercicio
 Para la siguiente reacción:

             C2H6 + O2 --------> CO2 + H2O

 1.   Igualar la reacción
 2.   Formular la ecuación estructural
 3.   Determinar los enlaces que se forman y se rompen
 4.   Desarrollar el ejercicio

Termodinámica

  • 1.
  • 2.
    Energía, Trabajo ycalor Energía: Es la capacidad de un sistema para producir trabajo. Trabajo: Es la acción que modifica el sistema mismo o sus alrededores. Cualquier sistema químico, a una presión y temperatura dada, posee: • Una cantidad de energía que es medible • Una cantidad de energía almacenada en su interior debido a su composición, que llamamos energía interna (E). ΔE = E f – E i ΔE = q + w
  • 3.
    Primera Ley dela Termodinámica “La energía total del universo es constante; la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma” • Cuando un sistema absorbe calor, el valor de q es positivo y aumenta su energía interna. • Cuando el sistema libera calor, el valor de q es negativo, y disminuye su energía interna Sistema Absorción de calor, (signo +) q+ q- (E) Perdida de calor, (signo -) Absorbe Pierde
  • 4.
    Energía en lasreacciones Químicas Reacciones exotérmica: Es un proceso en el cual se desprende energía . Reacciones endotérmica: Es un proceso que necesita un aporte continuo de energía para producirse, es un proceso que absorbe energía. Entalpia (H): es la medida del contenido calórico de una reacción Variación de entalpia (ΔH) : es el intercambio de energía térmica que experimenta un sistema químico con su ambiente a presión constante. Δ H reacción = H productos – H reactantes Si ΔH > 0 reacción endotérmica Si Δ H < 0 reacción exotérmica
  • 5.
    Por ejemplo H H H productos > H reactantes H productos < H reactantes Δ H reacción = H productos – H reactantes ΔH > 0 ΔH < 0
  • 6.
    ENERGIA DE ENLACE 1ºMétodo para calcular entalpia de reacción: Según su energía de enlace Enlace Energia (kj/mol) Entendiendo: C–C 345 • Cuando se rompe un enlace se C–H 411 libera la energía indicada O–H 459 •Cuando se forma un enlace se H–H 432 absorbe la energía indicada O=O 494 C=C 610 C=O 799 C=C 835 Cl – Cl 242 H – Cl 431
  • 7.
    Enlace Energia (kj/mol) Ejemplo C–C C–H 345 411 O–H 459 Para la siguiente reacción calcular la entalpia de reacción: H–H 432 2H2(g) + O2(g) -----------> 2H2O(g) O=O 494 C=C 610 2 H-H (g) + O = O(g) -----------> 2 H – O – H (g) C=O 799 C=C 835 ΔHr = Σ (entalpia de los enlaces rotos) – Σ ( entalpia de los enlaces formados) ΔHr = ( 2 x 432) + (1 x 494) – (4 x 459) ΔHr = - 478 kJ/mol
  • 8.
    Ejercicio Para lasiguiente reacción: C2H6 + O2 --------> CO2 + H2O 1. Igualar la reacción 2. Formular la ecuación estructural 3. Determinar los enlaces que se forman y se rompen 4. Desarrollar el ejercicio