RELACIONES DE ENERGÍA EN LAS REACCIONES QUÍMICAS TERMODINÁMICA TERMOQUÍMICA Parte 1

ENERGÍA Capacidad para efectuar un trabajo ( f x d) Trabajo= cambio de energía resultante de un proceso Energía cinética- energía producida por un objeto en movimiento. Otras formas de energía: Radiante, térmica, química, y potencial. Energía radiante: solar- térmica- procesos fotosíntesis.

Energía térmica: energía asociada all movimiento de átomos y moléculas ( incremento de temperatura ∆t) Energía química: se encuentra almacenada en unidades estructurales de sustancias químicas. Energía potencial: es la energía asociada a la posición de un objeto INTERCONVERSION LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGIA. 1ª Ley de la termodinamica

CAMBIOS DE ENERGÍA EN LAS REACCIONES QUÍMICAS. Las reacciones de combustión, su parte importante radica en la generación de energía térmica, no en los productos formados Calor: TRANSFERENCIA DE ENERGÍA TÉRMICA, ENTRE DOS CUERPOS DE DIFERENTES TEMPERATURAS. Q= mCe (∆t) Calor absorbido= calor liberado

TERMOQUIMICA ESTUDIO DE LOS CAMBIOS DE CALOR RELACIONADOS CON LAS REACCIONES QUÍMICAS. SISTEMA: parte específica del univeros qie se estudia Sistema abierto Sistema cerrado Sistema aislado

PROCESOS EXOTÉRMICO, la energía se libera a los alrededores ENDOTÉRMICO, los alrededores suministran el calor. TERMODINÁMICA: ESTUDIO CIENTÍFICO DEL AINTERCONVERSIÓN DE CALOR A OTRAS FORMAS DE ENERGÍA.

ESTADO Y FUNCIONES DE LOS SISTEMAS ESTADO DE LOS SISTEMAS: valor de todas las propiedades macroscópicas importates, como composición, energía, temperatura, presión, volumen. FUNCIONES DE ESTADO: energía, presión y temperatura. Propiedades determinadas por el estado en el que se encuentra el sistema, independientemente de cómo se haya alcanzado

1ª LEY DE LA TERMODINÁMICA ∆E= Ef-Ei LA ENERGÍA INTERNA DE UN SISTEMA SE COMPONE DE DOS ENERGÍAS, la cinética y la potencial. Cinética: movimiento de los electrones. Potencial: atracción o repulsión entre electrones y núcleo, y la interacción de las moléculas S (s) + O2 ( g)  SO2 ( g) ∆E = E de SO2 -E S + O2

La energía química contenida en los reactivos se convierte en energía térmica, y se puede concluir que hay transferencia de energía de reactivos a los alrededores, lo cual nos indica la conservación de la energía. En la química solo se estudia lo que pasa en los sistemas. ∆E = q + w

Q= calor absorbido o desprendido W= trabajo realizado por el sistema Positivo = proceso endotérmico Positivo= trabajo realizado por los alrededores Negativo= proceso exotérmico Negativo= trabajo realizado por el sistema

TRABAJO Y CALOR W= Fd Cambios de volumen de gases. Expansión = incremento de volumen, impulso del pistón hacia arriba, venciendo la P atm W= -P∆V ∆V= Vf-Vi -P trabajo hacia afuera del sistema Comprensión: trabajo positivo, trabajo sobre el sistema. 1L-atm= 101.3 J

Entalpia de las reacciones químicas Se estudia bajo dos parámetros A volumen constante y a presión constante. Si la reacción química se lleva a volumen constante ∆V = 0 ∆E = q + w, W = P ∆V, por lo tanto ∆E = q Si la reacción se lleva a presión constante

ENTALPIA “H” Cuando las reacciones se llevan a cabo a presión constante, entonces hay un incremento de moles de gas, realizando un trabajo del sistema hacia loa alrededores. ∆E = q + w qp-P ∆V qp= ∆E + P ∆V H= E + P ∆V

E, P Y V, solo dependen de los estados iniciales y finales. H es función de estado ∆H = ∆E + ∆( PV). Si el proceso se lleva a volumen constante, el calor qv, es igual a ∆E, ya que no hay trabajo. Ya que ∆H es igual a ∆E

ENTALPIA EN LAS REACCIONES ENTALPIA DE REACCION ∆h, ES LA DIFERENCIA ENTRE LAS ENTALPIAS DE LOS PRODUCTOS Y LAS DE REACTIVOS ∆H= ∆H productos - ∆H reactivos Proceso endotérmico ∆H es positivo Proceso exotérmico ∆H negativo

ECUACIONES TERMOQUIMICAS Proceso endotérmico= fusión del hielo KJ/mol Las ecuaciones termoquímicas deben de presentarse: Estado físico Balanceadas Si se multiplica la ecuación por un factor, el valor de ∆H se debe de multiplicar también Si la ecuación se invierte, el valor de ∆H debe de cambiar de signo

CALORIMETRÍA ES LA MEDICIÓN DELOS CAMBIOS DE CALOR CALOR ESPECÍFICO:CANTIDAD DE CALOR NECESARIO PARA INCREMENTAR UN GRADO CENTIGRADO LA TEMPERATURA DE UN GRAMO DE MASA ( PROPIEDAD EXTENSIVA) CAPACIDAD CALORÍFICA: CALOR NECESARIO PARA ELEVAR UN GRADO CENTIGRADO LA TEMPERATURA ( PROPIEDAD INTENSIVA)

Calorimetro

ENTALPIA ESTANDAR DE FORMACIÓN Y DE REACCIÓN ∆H°f cambio de calor que se produce cuando se forma un mol de compuesto a partir de sus elementos a una atmósfera de presión. ∆H°r entalpía de una reacción que se e3fectúa a 1 atm. ∆H°f o r = Σ ∆H°f o r prod- Σ ∆H°f o r react Método directo ( tablas de valores) Método indirecto ( ley de Hess)

Ley de HESS Cuando los reactivos se convierten en productos, la variación de la entalpía es la misma, independientemente de que la reacción se efectué en una etapa en una serie de etapas