¡Descarga termoquimica y más Apuntes en PDF de Derecho Penal solo en Docsity!
Termoquímica. Cinètica.
Primer principi de la Termodinàmica.
El sistema termodinàmic és la part de l’univers que aïllem per al seu estudi. Tota la resta s’anomena “entorn”. Els sistema poden ser:
- Oberts: intercanvien matèria i energia amb l’entorn.
- Tancats: no intercanvien matèria, però si energia.
- Aïllats: no intercanvien ni matèria ni energia.
Les magnituds físiques s’anomenen variables del sistema. Algunes d’elles s’anomenen variables o funció d’estat perquè només depenen de l’estat en què es trobe el sistema i no de com s’ha arribat a ell. Són funcions d’estat la pressió, el volum i la temperatura. Així, la variació d’una d’estes no depèn del camí seguit en el procés. En canvi, ni la calor ni el treball són funcions d’estat, ja que depèn del camí seguit per passar d’un estat a un altre.
Llei de Hess.
Com l’entalpia és una funció d’estat, la seua variació no depèn del camí seguit per a passar dels reactius als productes. Per tant si una reacció es pot descompondre en varies etapes, l’entalpia de la reacció global, serà igual a la suma algebraica de les entalpies de les diferents etapes.
Entalpia de formació.
S’anomena entalpia de formació estàndard d’un compost a la variació d’entalpia del procés en que es forma un mol de compost a partir de les substàncies simples que el componen a 25ºC i 1 atm. Per conveni es dona valor 0 a l’entalpia de les substàncies simples en condicions estàndard.
Entalpia d’enllaç.
Una reacció química consisteix en el trencament d’alguns enllaços i la formació d’enllaços nous. Per a trencar enllaços cal comunicar energia i al formar-se els nous, es desprèn. Podem calcular l’entalpia de la reacció fent un balanç d’aquestes energies. L’entalpia d’enllaç és la variació d’entalpia necessària per a trencar un mol d’enllaços, per tant, tindrà valor positiu. A major entalpia d’enllaç, major es la força amb que estan units els àtoms.
Velocitat de reacció.
El fet que una reacció siga espontània no significa que vaja a produir-se davant de nosaltres. Hem de tindre en compte que la velocitat de la reacció podria ser molt baixa. Nosaltres volem controlar la velocitat d’algunes reaccions, bé augmentant-la (processos industrials) o bé ralentint-la (descomposició dels aliments).
Velocitat mitjana de reacció.
Es pot calcular dividint la variació en els mols d’un reactiu o d’un producte entre el temps transcorregut. En el cas dels reactius, com la variació és negativa, haurem de posar davant el signe negatiu. Realment, mesurem concentracions de substàncies. Per tant, la velocitat tindrà com a unitat mol/l·s. En qualsevol reacció química la velocitat mitjana va disminuint fins arribar a ser 0 quan es completa.
Com es produeixen les reaccions químiques?
Teoria de les col·lisions.
Lewis considera que les reaccions són el resultat del xoc de les molècules dels reactius. Sols una part dels xocs són eficaços perquè han de complir dos requisits:
- Les molècules han de tindre energia cinètica suficient.
- Han de xocar en l’orientació adecuada.
Teoria del complex activat.
Considera que quan les molècules del reactiu s’apropen, es forma un estat intermedi transitori o estat de transició. La seua durada és molt curta i es forma l’anomenat complex activat, en el que es formen i es trenquen els enllaços. La seua energia és superior a la de les molècules inicials. En les dues teories es dona una justificació sobre l’energia d’activació necessària perquè ocorregua la reacció. Es tracta d’una barrera energètica que s’ha de superar.
Ordre de reacció.
Experimentalment es pot comprovar que a una determinada temperatura, la velocitat és proporcional a la concentració d’un o més reactius. Els ordres de reacció parcial es determinen experimentalment i no tenen perquè coincidir amb els coeficients estequiomètrics. Les unitats de la ct cinètica depenen dels ordres de reacció i s’han de deduir en cada cas.
Factors que afecten a la velocitat de reacció.
- Concentració dels reactius.
- Naturalesa, estat físic i grau de divisió.
- Temperatura.
- Catalitzadors.
Mecanisme de reacció.
La majoria de les reaccions tenen lloc en diferents etapes. Anomenem mecanisme d’una reacció al conjunt de processos elementals que formen la reacció global. Anomenem molecularitat al nombre de molècules que reaccionen en un procés elemental. A més, l’equació de la velocitat d’un procés elemental se sap perquè els exponents coincideixen amb els exponents estequiomètrics. D’altra banda, la velocitat de la reacció global, ve determinada per l’etapa més lenta. Així, si sabem quina és la lenta, coneixerem l’equació de la velocitat global.
