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TERMOQUÍMICA Unidad 1
Contenidos (1) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Contenidos (2) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Sistemas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Definición de Termoquímica ,[object Object],[object Object],[object Object]
Funciones de Estado ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Funciones de Estado ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Primer Principio de la Termodinámica ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],SISTEMA CALOR Q > 0 CALOR Q < 0 TRABAJO W >  0 TRABAJO W < 0
Calor a volumen constante (Q v ) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Calor a Presión Constante (Q P ) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Calor a presión constante (Q P ) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Reactivos Entalpia (H) Productos  H > 0 Reac. endotérmica Entalpia (H) Reactivos Productos  H < 0 Reac. exotérmica
Relación Q v  con  Q p  (gases). ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Relación Q v  con  Q p   (sólidos y líquidos) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Ejercicio A:  En termoquímica el valor de R suele tomarse en unidades del sistema internacional. Ya sabes que R = 0.082 atm.L/mol.K. Determina el valor de  R en el S.I con sus unidades. ,[object Object],[object Object]
Ejemplo :   Determinar la variación de energía interna para el proceso de combustión de 1 mol de propano a 25ºC y 1 atm, si la variación de entalpía, en estas condiciones, vale – 2219.8 kJ.  ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Entalpía Estándar de la Reacción ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Ecuaciones Termoquímicas ,[object Object],[object Object]
Ecuaciones termoquímicas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Entalpía estándar de formación (calor de formación). ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Cálculo de    H 0  (calor de reacción)  ,[object Object],[object Object],[object Object],MUY IMPORTANTE
Ejemplo:   Conocidas las entalpías estándar de formación  del butano (C 4 H 10 ), agua líquida y CO 2 , cuyos valores son respectivamente –124’7, –285’8 y –393’5 kJ/mol, calcular la entalpía estándar de combustión del butano. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Ley de Hess ,[object Object],[object Object],[object Object],MUY IMPORTANTE
Ejemplo:  Dadas las reacciones  (1) H 2 (g) + ½ O 2 (g)    H 2 O(g)   H 1 0  = – 241’8 kJ   (2) H 2 (g) + ½ O 2 (g)    H 2 O(l)   H 2 0  = – 285’8 kJ calcular la entalpía de vaporización del agua en condiciones estándar.   ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Esquema de la ley de Hess  H 1 0  = – 241’8 kJ  H 2 0  = – 285’8 kJ  H 3 0  = 44 kJ H H 2 (g) + ½ O 2 (g) H 2 O(g) H 2 O(l)
Ejercicio B:   Conocidas las entalpías estándar de formación del butano (C 4 H 10 ), agua líquida y CO 2 , cuyos valores son respectivamente –124’7, –285’8 y –393’5 kJ/mol, calcular la entalpía estándar de combustión del butano. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Ejercicio C:   Determinar    H f 0  del eteno (C 2 H 4 ) a  partir de los calores de reacción de las siguientes reacciones químicas: (1)  H 2 (g) + ½ O 2 (g)    H 2 O(l)   H 1 0  = – 285’8 kJ  (2)  C(s) + O 2 (g)    CO 2 (g)   H 2 0  = – 393’13 kJ (3)  C 2 H 4 (g) + 3O 2 (g)    2CO 2 (g) + 2 H 2 O(l)   H 3 0  = – 1422 kJ ,[object Object],[object Object],[object Object]
Ejercicio C:   Determinar   H f 0  del eteno (C 2 H 4 ) a partir  de los calores de reacción de las siguientes reacciones químicas: ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Ejercicio D:   Las entalpías de combustión de la glucosa (C 6 H 12 O 6 )   y del etanol (C 2 H 5 OH)   son –2815 kJ/mol y –1372 kJ/mol, respectivamente. Con estos datos determina la energía intercambiada en la fermenta– ción de un mol de glucosa, reacción en la que se produce etanol y CO 2 . ¿Es exotérmica la reacción? ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Energía de enlace. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Ejemplo:   Calcular la energía del enlace H—Cl  en el cloruro de hidrógeno conociendo   H f 0 (HCl) cuyo valor es –92,3 kJ/mol y las entalpías de disociación del H 2  y del Cl 2  que son 436,0 kJ/mol y 243,4 kJ/mol, respectivamente. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Cálculo de   H 0  a partir de las   Energía de enlace  (disociación). ,[object Object],[object Object],[object Object],MUY IMPORTANTE
Ejemplo:   Sabiendo que las energía de los siguientes enlaces (kJ/mol): C=C  :  611; C – C  :  347; C – H  :  413 y H – H  :  436, calcular el valor de   H 0  de la reacción de hidrogenación del eteno. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Ejercicio E:  Calcula el calor de combustión de propano  a partir de los datos de energía de enlace de la tabla . ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Enlace E e  (kJ/mol) H–H 436 C–C 347 C=C 620 C  C 812 O=O 499 Cl–C 243 C–H 413 C–O 315 C=O 745 O–H 460 Cl–H 432
Entropía (S) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Ejemplo:   Calcula   S 0   para las siguientes reacciones químicas:  a)  N 2 (g) + O 2 (g)    2 NO(g);  b)  3 H 2 (g) + N 2 (g)    2 NH 3 (g).  Datos:  S 0  (J·mol –1 ·K –1 ): H 2 (g) = 130,6; O 2 (g) =205; N 2 (g) = 191,5; NO(g) = 210,7; NH 3 (g) =192,3 ,[object Object],[object Object],[object Object]
Segundo Principio de la Termodinámica. ,[object Object],[object Object],[object Object]
Tercer Principio de la Termodinámica ,[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
ENERGÍA LIBRE DE GIBBS (G) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Variación de la Energía Libre de una reacción (  G) ,[object Object],[object Object],[object Object]
Energía Libre y Espontaneidad  de las Reacciones Químicas ,[object Object],Reactivos Energía libre (G) Productos  G > 0 Energía libre  (G) Reactivos Productos  G < 0 Reac.  espontánea T, P = ctes. T, P = ctes.
Espontaneidad  en las Reacciones Químicas. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Espontaneidad de las  Reacciones Químicas (cont). ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Espontaneidad de las  Reacciones Químicas (cont).  H > 0  S >  0 Espontánea  a  temperaturas altas  H < 0  S >  0 Espontánea  a  todas las temperaturas  H < 0  S <  0 Espontánea  a  temperaturas bajas  H > 0  S <  0 No Espontánea  a  cualquier temperaturas  H  S MUY IMPORTANTE
Ejemplo:   ¿Será o no espontánea la siguiente reacción 2H 2 O 2 ( ℓ )   2H 2 O   ( ℓ ) + O 2 (g)  en condiciones estándar?   Datos:   H 0 f  (kJ/mol) H 2 O( ℓ ) =  –285.8;  H 2 O 2 ( ℓ ) =  –187.8 ;  S º   (J/mol.K) H 2 O( ℓ ) =  69.9;  H 2 O 2 ( ℓ ) = 109.6; O 2 (g) = 205.0. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

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Termoquimica

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  • 24. Esquema de la ley de Hess  H 1 0 = – 241’8 kJ  H 2 0 = – 285’8 kJ  H 3 0 = 44 kJ H H 2 (g) + ½ O 2 (g) H 2 O(g) H 2 O(l)
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  • 44. Espontaneidad de las Reacciones Químicas (cont).  H > 0  S > 0 Espontánea a temperaturas altas  H < 0  S > 0 Espontánea a todas las temperaturas  H < 0  S < 0 Espontánea a temperaturas bajas  H > 0  S < 0 No Espontánea a cualquier temperaturas  H  S MUY IMPORTANTE
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Notas del editor

  1. Ejercicios 1 a 5 (página 60)
  2. Ejercicios 1 a 5 (página 60)