1ra Ley de la Termodinámica y entalpía

Objetivo Comprender la 1ra. Ley de la Termodinámica aplicando el concepto de entalpía.

En la imagen. ¿Cuál es el sistema. ¿El sistema gana o pierde energía En la imagen.. ¿Cuál es el sistema? ¿El sistema gana o pierde energía? ¿en forma de qué? ¿Crees que la energía se pierde o destruye? ¿el ejemplo demuestra la primera ley de la Termodinámica?

Entalpía (H) Se refiere al calor absorbido o liberado a presión constante, al igual que la energía interna es una función de estado por lo tanto se expresa: ΔH= ΔH (final) – ΔH (inicial) o ΔH = ΔH (productos) – ΔH (reactantes) DIBUJE

1.a Entalpía o calor de formación estándar (ΔH°f) Se define como el calor involucrado en el proceso de formación de un mol del compuesto a partir de sus elementos constituyente en su forma estándar. Condiciones estándar 1 atmósfera de presión y 25°C de temperatura.

Entalpía de Formación 2H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(l) ···························· ∆H°f= -285,8 KJ/mol

Ejercicio: La entalpía de formación estándar de combustión del acetileno (ΔH°c) es -1299 KJ/mol. ¿Cuál es la ΔH°f para el acetileno o etino (C2H2)? La ecuación de combustión es:

1.b Entalpía de reacción 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) ···························· ∆H= -483,6 KJ/mol El signo negativo de ΔH indica que la reacción es exotérmica. ΔH se informa al final de la ecuación balanceada, sin mencionar explícitamente la cantidad de sustancias que intervienen. El cambio de entalpía que acompaña a una reacción también puede representarse en un diagrama de entalpía..

El cambio de entalpía para una reacción tiene signo opuesto de ΔH para la reacción inversa. C(grafito) + O2 ( g )    CO2 (g)   ΔH  =   - 393,5 kJ/mol …por tanto CO 2 ( g )    C ( grafito )  +  O 2 ( g ) ΔH  =   + 393,5 kJ/mol Ley de Lavoisier-Laplace El cambio de entalpía para una reacción depende del estado de los reactivos y de los productos.

La entalpía es una propiedad extensiva. ΔH es directamente proporcional a la cantidad de reactivo consumida en el proceso.

Ejercicios La combustión completa de la sacarosa (C12H22O11), produce dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O), desprendiéndose -5588 KJ. La reacción que representa este proceso es: C12H22O11(g) + 12O2(g) 12CO2(g) + 11H2O(l) ΔH=-5588KJ/mol ¿Qué cantidad de calor está asociada a la combustión de 950 gr de sacarosa? R/-15478,76 KJ

Ejercicio Cuando un mol de metano (CH4) gaseoso se quema a presión constante en presencia de 2mol de oxígeno (O2), produce 1 mol de dióxido de carbono gaseoso (CO2) y 2 moles de agua (H2O), y libera 802 KJ. El metano forma parte del gas licuado y natural que se usa normalmente en nuestros hogares. R/ -225,56KJ CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(g) ΔH= -802KJ/mol - ¿Cuánto calor se libera cuando 4,5 gr de metano gaseoso se queman en un sistema a presión constante? Elabore el diagrama de entalpía que explica el proceso.

Ejercicios clase pasada Utilizando la tabla de entalpías estándar de formación (pág. 38), calcula las diferencias de entalpía para las siguientes reacciones químicas: H2(g) + I2(g) 2HI(g) R/-10,4 KJ/mol N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) R/ -92,KJ/mol Entalpías que deben agregar a la tabla: N2 = 0 KJ/mol N2O2= 50,6KJ/mol