Termoquimica Dani.docx

Introducción. En esta investigación hablaremos acerca de la “Termoquímica”, la definición que se le impone así como el trabajo u objetivo que tiene esta en el universo. Esta consiste en las en el estudio de las transformaciones que llega a sufrir la energía calorífica en las reacciones químicas. Además, en esta investigación hablaremos de la historia de la termoquímica, desde sus inicios y quien fue el encargado de darle el concepto que el día de hoy tiene. La energía es muy importante en nuestra vida, casi todo lo que utilizamos o hacemos requiere de ella. Por ello es importante saber que significa científicamente y que conceptos se desprenden de ella. Se entiende que todos los procesos físicos y químicos están acompañados de intercambio de energía. En la preparatoria se explicó un proceso que la química y física tratan de explicar y dice lo siguiente “la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”, por ello es importante saber qué es lo que significa o que historia viene de la transferencia de energía de un cuerpo a otro. Normalmente este cambio de energía implica calor, por ello es que se le aplica el nombre de Termoquímica. La termoquímica tiene un gran número de subtemas, ideas que salen de ella con sus significados propios. Pero todos estos subtemas parten de un todo, incluida la termoquímica y este todo es la “Química”. Termoquímica. ¿Qué es la Termoquímica? Es la parte de la Química que se encarga del estudio del intercambio energético de un sistema químico con el exterior. Estudia o se centra en los cambios energéticos ocurridos durante las reacciones químicas, si la energía química de los re accionantes es mayor que la de los productos se produce una liberación de calor durante el desarrollo de la reacción, en caso contrario se necesita una adición de calor. Esto hace que las reacciones se clasifiquen en dos tipos: exotérmicas y endotérmicas según liberen o requieran calor respectivamente. Reacciones Exotérmicas y Endotérmicas. La reacción Exotérmica es aquella reacción donde se libera calor, esto significa que la energía de las moléculas de los productos es menor que la energía de los reaccionantes. Por ello cuando realizamos una ecuación química, del lado izquierdo se ponen las reacciones y del lado derecho los productos. En las reacciones químicas exotérmicas se desprende calor el DH es negativo y significa que la energía de los productos es menor que la energía de los reactivos y ha este hecho se le puede poner un ejemplo el cual es “las reacciones de combustión”. Por otra parte la reacción Endotérmica es aquella que absorbe la energía en forma de calor. Una vez que la energía total se conserva del primer para el segundo

miembro de cualquier reacción química, si una reacción química es endotérmica, la entalpia de los productos Hp es mayor que la entalpia de los reactivos. Sistemas. Es una parte pequeña del universo que se aísla para someterla a estudio. El resto es denominado Entorno. Estos pueden ser: Abiertos (son los que intercambian materia y energía con el entorno), Cerrados (no intercambian materia pero si energía) y Aislados (estos a diferencia de los anteriores no intercambia ni materia ni energía). En las reacciones químicas los sistemas se definen como conjunto de sustancias químicas (reactivos y productos). Variables de Estado. Estas son las magnitudes que pueden variar a lo largo de un procesó, uno de ellos, las reacciones químicas. Entre estas variables de encuentran: Presión: es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por la unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea. Temperatura: es una magnitud referida a las nociones comunes de calor medible mediante un termómetro. Es una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico. Volumen: es una magnitud métrica escalar es una magnitud derivada de la longitud. Concentración: en química, la concentración de una solución es la proporción o relación que hay entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolución, donde el soluto es la sustancia que disuelve , el disolvente es la sustancia que disuelve al soluto y la disolución es el resultado de la mezcla homogénea de las dos anteriores. Funciones de Estado. Son variables de estado que tienen un valor único para cada estado del sistema. Su variación solo depende del estado inicial y final y no del camino desarrollado. Son funciones de estado: Presión: es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por la unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea. Temperatura: Es una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico. Energia interna: se define como la energía asociada con el movimiento aleatorio y desordenado de las moléculas. Entalpía: también llamada contenido de calor, es una magnitud termodinámica, simbolizada con la letra H mayúscula, cuya variación expresa una medida de la

cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, es decir, la cantidad de energía que un sistema intercambia con su entorno. Entropía: Magnitud termodinámica que indica el grado de desorden molecular de un sistema. La palabra puede confundirse con Entalpia pero estas dos tienen un significado diferente aunque un poco parecidos. Cabe recalcar que ni calor ni trabajo son funciones de estado. Por lo tanto tampoco entran en variables de estado. Entalpía En la termoquímica también entra a juego el de formación, que es el incremento entalpico que se produce en la reacción de formación de un mol de un determinado compuesto a partir de los elementos en el estado físico normal. El calor de reacción se define como la energía absorbida por un sistema cuando los productos de una reacción llevan a la misma temperatura de los reactantes. Cuando una reacción termoquímica no informa de los valores de la temperatura y presión, se sobre entiende que la misma se realice a 25°C. Esta es considerada la temperatura estándar en la termoquímica. Energía de Reacción. En las reacciones químicas, los enlaces entre átomos pueden romperse, reconstituirse o experimentar ambos procesos, ya sea para absorber o liberar energía. El resultado es un cambio de la energía potencial del sistema. El calor que absorbe o libera un sistema sometido a presión constante se conoce como entalpía, y el cambio de entalpía que se produce en una reacción química es la entalpía de reacción. Matemáticamente, podemos pensar en la entalpía de reacción como la diferencia entre la energía potencial de los enlaces del producto y la energía potencial de los enlaces de los reactivos. Energía de Enlace. Describe la energía almacenada en un enlace entre átomos de una molécula. “Es la energía necesaria para romper un mol de un enlace de una sustancia en estado gaseoso”. En el caso de moléculas diatómicas con un solo enlace, se corresponde con la energía necesaria para disociar 1 mol de dicha sustancia en los átomos que la constituyen. Para moléculas poliatómicas, la energía de enlace se toma como el valor medio necesario para romper cada uno de los enlaces iguales. Los enlaces químicos se forman porque son termodinámicamente favorables, y para romperlos es inevitable agregar energía. Por esta razón, los valores de entalpía de enlace siempre son positivos, y suelen tener unidades de kJ/mol kcal/mol. Cuanto mayor sea la entalpía de enlace, éste es más fuerte y más energía se necesita para romperlo. Para determinar cuánta energía se liberará cuando, en lugar de romperse, se forme un nuevo enlace, simplemente hacemos negativo el valor de la entalpía de enlace.

Leyes de la Termoquímica. Primera ley de la Termoquímica. Cuando se sabe que una reacción en cierto sentido es endotérmica, la reacción siguiente será la contraria a esta. Ley de conservación de la energía. Fue enunciada por Mayer en 1842 y por Helmholtz en1847, y establece que la energía ni se crea ni se destruye. Ley de Lavoisier y Laplace. Enunciada en 1780 por Lavoisier y Laplace, establece que: “La cantidad de calor necesaria para descomponer un compuesto químico es precisamente igual a la desprendida en la formación del mismo a partir de sus elementos”. Ley de Hess. Hess enuncio una ley muy importante aplicada a la termoquímica. “La variación de Entalpía en una reacción química va ser la misma si esta se produce en una sola etapa o en varias etapas”. Es decir, que la suma de los ∆H de cada etapa de la reacción nos dará un valor igual al ∆H de la reacción cuando se verifica en una sola etapa. Esta ley ha sido muy utilizada para la resolución de problemas. Básicamente nos dan varias reacciones pero nos preguntan por una en especial. Entonces lo que tenemos que hacer es, combinarlas de tal forma que luego de cancelar varios términos solo nos quede la reacción específica que nos preguntan. Se usan movimientos matemáticos, como multiplicación, inversión y cambio de signo, etc. Ley de Kirchhoff. Establece que si un cuerpo (o superficie) está en equilibrio termodinámico con su entorno, su emisividad es igual a su absorbencia. Ecuaciones Termoquímicas. En termoquímica las reacciones químicas se escriben como ecuaciones donde además de las fórmulas de los componentes que intervienen, también se especifican las cantidades de calor implicadas en la temperatura de la reacción, así como, el estado físico de los reactivos y productos mediante símbolos: La “s” significa sólidos, la “g” significa gaseoso, la “I” significa líquidos y “ac” se utiliza para fases acuosas. El calor de una reacción se representa por “QR”, usualmente se expresa la reacción en sentido derecho y su signo indica si la reacción es exotérmica o endotérmica. Conclusión. Para concluir puedo decir que la termoquímica en sí, es la ciencia que se encarga de todo lo que tiene que ver con la energía. Es un tema muy extenso y de ella se desprenden demasiados conceptos. La termoquímica es indispensable para personas que están interesadas en aprender más acerca de la energía y de como esta se transfiere o funciona. Las ecuaciones que intervienen en la termoquímica nos ayudan a resolver muchas dudas, ya que en ellas se aplica todo lo visto en la termoquímica. Hay ecuaciones que te indican la entalpia de varias reacciones, otras

te indican cuales son las cantidades limitantes o en exceso de ciertos elementos. Personalmente puedo decir que hacer esta investigación me ayudo a comprender mejor este tema y el porqué de cada ecuación o concepto, además me dejo conocimiento de ciertas leyes que sinceramente antes de esto yo no sabía que se habían estipulado. Espero que esta información sea entendible y ayude a comprender mejor el tema de la Termoquímica.