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TERMOQUIMICA, Apuntes de Fisicoquímica

Asignatura: fisicoquimica, Profesor: Eduardo Iribarnegaray Jado, Carrera: Farmacia, Universidad: USC

Tipo: Apuntes

2014/2015

Subido el 09/02/2015

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TEMA 4: TERMOQUÍMICA. CALOR DE
REACCIÓN
Aplicación del primer principio de la termodinámica a procesos químicos.
ΔH ó ΔU > 0 => Proceso endotérmico
ΔH ó ΔU < 0 => Proceso exotérmico
RELACIÓN ENTRE ΔH Y ΔU
ΔH = ΔU + Δ(PV)
P = cte => ΔH = ΔU + P·ΔV
V = cte => ΔH = ΔU + V·ΔP
VTR y VTP pueden coincidir, pero raras veces pasa. VRVP.
Si los elementos de la reacción química son semejantes a los reflejados en la reacción química,
ΔV es muy pequeño, 0’01 l.
Si P1 atm => P· ΔV = 1 · 0’01 = 0’01 atm·l ~ 0’2 cal.
*Para reacciones químicas en las que todos los compuestos se encuentren en el mismo estado,
ΔH ΔU, para sólidos y líquidos.
*Cuando los reactivos son todos gases y los productos también, o bien hay algún gas en los
productos o en los reactivos, el producto ΔV puede tomar valores más elevados.
ΔV = P(VP VR)
Solo se tienen en cuenta las especies químicas gaseosas, de las cuales se supone
comportamiento de gas idea.
PV = nRT
ΔV = P·VP P·VR = nP(g)RT nR(g)RT = ΔnRT
ΔH = ΔU +Δn(g)RT
ECUACIONES TERMOQUÍMICAS
Las ecuaciones termoquímicas son las reacciones químicas con una serie de requisitos más.
C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH0298 = -94’05 kcal
-En las ecuaciones termoquímicas se debe dar el estado de todas las especies químicas.
-Una ecuación termoquímica nos da más información que una reacción química. Debemos
indicar la forma halotrópica de los elementos y/o la forma polimórfica de los compuestos. Se
A(s) + B(l) C(l) + D(l)
VOLUMEN VA VB VC VD
VTR = VA+VB VTP = VC+VD
B
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TEMA 4: TERMOQUÍMICA. CALOR DE

REACCIÓN

Aplicación del primer principio de la termodinámica a procesos químicos.

ΔH ó ΔU > 0 => Proceso endotérmico

ΔH ó ΔU < 0 => Proceso exotérmico

RELACIÓN ENTRE ΔH Y ΔU

ΔH = ΔU + Δ(PV)

P = cte => ΔH = ΔU + P·ΔV

V = cte => ΔH = ΔU + V·ΔP

VTR y VTP pueden coincidir, pero raras veces pasa. VR≠VP.

Si los elementos de la reacción química son semejantes a los reflejados en la reacción química, ΔV es muy pequeño, ≈0’01 l.

Si P≈1 atm => P· ΔV = 1 · 0’01 = 0’01 atm·l ~ 0’2 cal.

*Para reacciones químicas en las que todos los compuestos se encuentren en el mismo estado, ΔH ≈ ΔU, para sólidos y líquidos.

*Cuando los reactivos son todos gases y los productos también, o bien hay algún gas en los productos o en los reactivos, el producto P· ΔV puede tomar valores más elevados.

P· ΔV = P(VP – VR)

Solo se tienen en cuenta las especies químicas gaseosas, de las cuales se supone comportamiento de gas idea.

PV = nRT

P· ΔV = P·VP – P·VR = nP(g)RT – nR(g)RT = ΔnRT

ΔH = ΔU +Δn(g)RT

ECUACIONES TERMOQUÍMICAS

Las ecuaciones termoquímicas son las reacciones químicas con una serie de requisitos más.

C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH^0298 = -94’05 kcal

-En las ecuaciones termoquímicas se debe dar el estado de todas las especies químicas.

-Una ecuación termoquímica nos da más información que una reacción química. Debemos indicar la forma halotrópica de los elementos y/o la forma polimórfica de los compuestos. Se

A(s) + B(l) C(l) + D(l)

VOLUMEN VA VB VC VD VTR = VA+VB VTP = VC+VD

B

dice que un elemento tiene formas halotrópicas si se encuentra en la naturaleza cristalizado de distintas maneras. Por ejemplo: P, C, S.

-Deben tener la estequiometría ajustada.

-Debe indicarse a continuación de la ecuación el calor de la reación, tanto en forma de ΔU como de ΔH. Debe indicarse la presión del calor de reacción como superíndice y la temperatura como subíndice.

-El calor de reacción indicado es el calor de la reacción completa y acabada.

-En ecuaciones termoquímicas se utiliza el signo igual el lugar de la flecha.

DETERMINACIÓN DIRECTA DEL CALOR DE REACCIÓN. CALOR DE

COMBUSTIÓN

-Se puede obtener por vía experimental el calor de combustión de un compuesto.

-Calor de combustión: variación de entalpía o energía interna que se produce cuando se quema 1 mol de compuesto en atmosfera de oxígeno para dar los productos finales de la combustión.

DETERMINACIÓN INDIRECTA DEL CALOR DE REACCIÓN. LEYER DE LA

TERMOQUÍMICA

  • LEY DE LAVOISIER-LAPLACE. El calor de reacción a P o V constante para determinada reacción es igual pero de signo contrario al de la reacción inversa.

-LEY DE HESS. El calor de reacción a P o V constante es el mismo si la reacción tiene lugar en una sola etapa que si tiene lugar en varias etapas.

CALOR NORMAL DE FORMACIÓN

-Calor normal de formación: variación de entalpía que se produce al formar un compuesto en cantidad de un mol a partir de sus elementos en su estado normal.

-Estados normales de los elementos.

*Líquido. Sustancia pura. Fracción molar = 1. P = 1 atm. Temperatura T.

*Sólido. Sustancia pura. Fracción molar = 1. P = 1 atm. Temperatura T.

*Gas. Sustancia pura. Fracción molar = 1. P = 1 atm. Temperatura T. Comportamiento de gas ideal.

ENTALPÍAS CONVENCIONALES A PRESIÓN Y VOLUMEN CONSTANTES

-La termodinámica clásica nos permite averiguar ΔH o ΔU, pero no nos permite saber valores absolutos de H ni de U.