Química inorgánica teoría
1. Unidad Nº2: Nociones de Termoquímica
1.1. Introducción: La termoquímica es una rama de la termodinámica que
estudia los cambios de energía que acompañan a los procesos físicos y
químicos.
La energía generalmente se define como la capacidad para efectuar un
trabajo. Todas las formas de energías son capaces de efectuar un trabajo
(es decir, ejercer una fuerza a lo largo de una distancia). Los químicos
definen trabajo como el cambio de energía que resulta de un proceso.
1.2. Conservación de la energía: Cuando desaparece una forma de energía
debe aparecer otra (de igual magnitud), y viceversa. Este principio se
resume en la ley de la conservación de la energía: la energía total del
universo permanece constante.
1.3. Concepto de entalpia: Para medir el calor absorbido o liberado por un
sistema durante un proceso a presión constante, los químicos utilizan una
propiedad llamada entalpía, que se representa por el símbolo H y se define
como E (energía) + PV (presión x volumen). La entalpía es una propiedad
extensiva; su magnitud depende de la cantidad de materia presente. Es
imposible determinar la entalpía de una sustancia, y lo que se mide en
realidad es el cambio de entalpía ΔH.
es la diferencia entre las entalpías de los
productos y las entalpías de los reactivos:
En otras palabras, ΔH representa el calor absorbido o liberado durante una
reacción.
La entalpía de una reacción puede ser positiva o negativa, dependiendo
del proceso. Para un proceso endotérmico (el sistema absorbe energía de
los alrededores), ΔH es positivo (es decir, ΔH>0). Para un proceso
exotérmico (el sistema libera calor hacia los alrededores), ΔH es negativo
(es decir ΔH<0).
, 1.3.1. Diagramas entalpicos: Se suelen representar diagramas energéticos
para dar una idea gráfica del contenido energético de reactivos y
productos:
1.3.2. Entalpía estándar de formación (∆H°f): El punto de referencia para
todas las expresiones de entalpía recibe el nombre de entalpía de
formación ∆H°f, que se define como el cambio de calor que resulta
cuando se forma un mol de un compuesto a partir de sus elementos a
una presión de 1 atm. A pesar que el estado estándar no especifica
una temperatura, siempre se utiliza valores medidos a 25°C.
Por convenio, la entalpía de formación de cualquier elemento en su
forma más estable, es igual a cero.
La importancia de las entalpías estándar de formación radica en que,
una vez que se conocen sus valores, se puede calcular la entalpía
estándar de reacción ∆H° reacción que se define como la entalpía de
una reacción que se efectúa a 1 atm.
1.3.3. Entalpía de disolución o calor de disolución: En la gran mayoría de
los casos, la disolución de un soluto en un disolvente produce cambios
de calor que pueden medirse. A presión constante, el cambio de calor
es igual al cambio de entalpía. El calor de disolución o entalpía de
disolución ΔH° disolución, es el calor generado o absorbido cuando
cierta cantidad de soluto se diluye en cierta cantidad de disolvente. La
cantidad ΔH° disolución representa la diferencia entre la entalpía de la
disolución final y la entalpía de los componentes originales (es decir,
soluto y disolvente) antes de mezclarse, así:
1.3.4. Entalpía de combustión o calor de combustión: Los compuestos
químicos que están formados por C, H o C, H y O reaccionan en
presencia de suficiente O2 y H2O. Estas reacciones se llaman
reacciones de combustión completa y son todas exotérmicas. El calor
1. Unidad Nº2: Nociones de Termoquímica
1.1. Introducción: La termoquímica es una rama de la termodinámica que
estudia los cambios de energía que acompañan a los procesos físicos y
químicos.
La energía generalmente se define como la capacidad para efectuar un
trabajo. Todas las formas de energías son capaces de efectuar un trabajo
(es decir, ejercer una fuerza a lo largo de una distancia). Los químicos
definen trabajo como el cambio de energía que resulta de un proceso.
1.2. Conservación de la energía: Cuando desaparece una forma de energía
debe aparecer otra (de igual magnitud), y viceversa. Este principio se
resume en la ley de la conservación de la energía: la energía total del
universo permanece constante.
1.3. Concepto de entalpia: Para medir el calor absorbido o liberado por un
sistema durante un proceso a presión constante, los químicos utilizan una
propiedad llamada entalpía, que se representa por el símbolo H y se define
como E (energía) + PV (presión x volumen). La entalpía es una propiedad
extensiva; su magnitud depende de la cantidad de materia presente. Es
imposible determinar la entalpía de una sustancia, y lo que se mide en
realidad es el cambio de entalpía ΔH.
es la diferencia entre las entalpías de los
productos y las entalpías de los reactivos:
En otras palabras, ΔH representa el calor absorbido o liberado durante una
reacción.
La entalpía de una reacción puede ser positiva o negativa, dependiendo
del proceso. Para un proceso endotérmico (el sistema absorbe energía de
los alrededores), ΔH es positivo (es decir, ΔH>0). Para un proceso
exotérmico (el sistema libera calor hacia los alrededores), ΔH es negativo
(es decir ΔH<0).
, 1.3.1. Diagramas entalpicos: Se suelen representar diagramas energéticos
para dar una idea gráfica del contenido energético de reactivos y
productos:
1.3.2. Entalpía estándar de formación (∆H°f): El punto de referencia para
todas las expresiones de entalpía recibe el nombre de entalpía de
formación ∆H°f, que se define como el cambio de calor que resulta
cuando se forma un mol de un compuesto a partir de sus elementos a
una presión de 1 atm. A pesar que el estado estándar no especifica
una temperatura, siempre se utiliza valores medidos a 25°C.
Por convenio, la entalpía de formación de cualquier elemento en su
forma más estable, es igual a cero.
La importancia de las entalpías estándar de formación radica en que,
una vez que se conocen sus valores, se puede calcular la entalpía
estándar de reacción ∆H° reacción que se define como la entalpía de
una reacción que se efectúa a 1 atm.
1.3.3. Entalpía de disolución o calor de disolución: En la gran mayoría de
los casos, la disolución de un soluto en un disolvente produce cambios
de calor que pueden medirse. A presión constante, el cambio de calor
es igual al cambio de entalpía. El calor de disolución o entalpía de
disolución ΔH° disolución, es el calor generado o absorbido cuando
cierta cantidad de soluto se diluye en cierta cantidad de disolvente. La
cantidad ΔH° disolución representa la diferencia entre la entalpía de la
disolución final y la entalpía de los componentes originales (es decir,
soluto y disolvente) antes de mezclarse, así:
1.3.4. Entalpía de combustión o calor de combustión: Los compuestos
químicos que están formados por C, H o C, H y O reaccionan en
presencia de suficiente O2 y H2O. Estas reacciones se llaman
reacciones de combustión completa y son todas exotérmicas. El calor
