Energía y las reacciones químicas

DEFINICIONES Energía = capacidad para realizar un trabajo Trabajo = cuando una masa se desplaza en contra de una fuerza externa. Calor = energía que se transfiere de un objeto más caliente a uno menos caliente. Sistema = objeto o grupo de objetos bajo estudio Entorno = Todo lo que rodea al sistema y puede intercambiar energía con él.

Transformación de la energía

TIPOS DE ENERGÍA Energía Potencial - energía que posee una sustancia debido a la posición relativa de sus átomos. A nivel molecular se debe a las atracciones entre los electrones y los núcleos de los átomos en las moléculas. Es energía almacenada y se puede transformar en energía cinética. Energía Cinética – energía asociada al movimiento

Ejemplos de Energía Cinética: Energía térmica - se debe al movimiento a nivel molecular de los átomos . Depende de la temperatura. Energía mecánica - movimiento a nivel macroscópico de los objetos. Energía eléctrica – movimiento de los electrones a través de un material conductor. Sonido – debido a las rarefacciones y compresiones de las espacios entre las moléculas y átomos en un material.

ENERGÍAS RENOVABLES Y NO RENOVABLES

Ventajas y Desventajas the renewables. Ventajas y Desventajas

Tipos de energía Renovables No renovables Energía renovable: Hidroelectricidad Biomasa Geotermal Solar Viento Biocombustibles Energía No renovable: Combustibles fósiles Gas natural Carbón de piedra (Coal) Energía nuclear utilizando Uranio Renovables No renovables

Teoría Cinético Molecular La materia consta de partículas pequeñas que están en movimiento constante Sólidos Líquidos Gases A medida que aumenta la temperatura, las partículas se mueven más rápido.

SISTEMA Y ENTORNO

Energía Interna, E La suma de la energía potencial y cinética de una sustancia se conoce como su ENERGÍA INTERNA. Cuando los reactantes toman parte en una reacción su energía interna cambia al convertirse en productos.

Cambio en Energía Interna Si los productos tienen una energía interna mayor que los reactantes, la energía interna del sistema aumenta y se identifica la reacción como ENDOTÉRMICA. Si los productos tienen una energía interna menor que los reactantes, la energía interna del sistema disminuye y se identifica la reacción como EXOTÉRMICA.

Cambio en Energía Interna Cuando ocurre una reacción o algún cambio físico en el sistema la energía interna cambia DE DE cambia al sistema liberar o absorber energia (calor) o al realizarse trabajo sobre el sistema o el sistema sobre el entorno. DE = Q + W

Calor y Trabajo Q es positiva cuando se transfiere hacia el sistema. Q es negativa cuando se transfiere hacia fuera del sistema. Trabajo en sistema gaseoso

A este cambio en energía se le conoce como ENTALPÍA, DH Si el proceso o transformación que sufre el sistema es a presión constante, W = 0 Por lo tanto: DE = Q A este cambio en energía se le conoce como ENTALPÍA, DH Para una reacción, se le conoce también como calor de reacción.

Reacción Endotérmica E (KJ) Progreso de la reacción +25.0 KJ +15.0 KJ A + B C + D +15.0 KJ +25.0 KJ E (KJ) Progreso de la reacción

TAREA Dibuje en su libreta cómo sería la gráfica para una reacción exotérmica.

Cómo calcular DH a partir datos tabulados de DH de formación DH reacción =n x DHproductos - n x DHreactantes

LEY DE HESS

EJEMPLO DE LEY DE HESS La reacción de síntesis del acetileno, C2H2, es : 2 C(grafito) + H2(g) = C2H2(g) Calcule el ΔH de la reacción a partir de las siguientes ecuaciones: a) C(grafito) + O2(g) = CO2(g) ; Δ Ha= -393.5 kJ b) H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ; Δ Hb=-285.8 kJ c) 2 C2H2(g) + 5 O2(g) = 4 CO2(g) + 2 H2O(l) ; ΔHc=-2598.8 kJ Necesitamos obtener una ecuación que contenga sólo C y H2 en los reactantes y C2H2 en el producto, por lo que es preciso eliminar O2, CO2 y H2O. Dicha ecuación puede obtenerse como sigue:

Se multiplica la primera ecuación por 2, para obtener 2 C (grafito) 2 C(grafito) + 2 O2(g) = 2 CO2(g) Se deja la segunda reacción igual para dejar H2 a la izquierda de la flecha H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) Se invierte y se divide la tercera ecuación por 2 para tener 1 mol de C2H2 a la derecha de la flecha 2 CO2(g) + H2O(l) = C2H2(g) + 5/2 O2(g) Se suman las tres reacciones y se obtiene: 2 C(grafito) + H2(g) = C2H2(g)

El Δ H de la reacción es: El Δ H = 2· Δ H a + Δ H b - 1/2· Δ H c = +226.6 kJ