Conceptos básicos de termoquímica y equilibrio químico, Apuntes de Química

¡Descarga Conceptos básicos de termoquímica y equilibrio químico y más Apuntes en PDF de Química solo en Docsity!

Química

Química

EEBE

Pes atòmic: la massa que hi ha en un mol d’un àtom (g/mol)

Pes molecular és la suma dels pesos

atòmics dels elements que la composen

Exemple: Calculeu:

1. La massa molecular del AgNO 3

2. La quantitat de mols que hi ha en 0.5 g de AgNO 3

3. La quantitat de mols d’oxigen que hi ha en 0.5 g de

AgNO

3

Pesos

atòmics:

O: 16 g/mol

Ag: 108 g/mol

N: 14 g/mol

DADES

1. Quantes molècules de CO 2

(g) hi ha 1g de diòxid de carboni? Masses at. (g mol

• 1

): C: 12, O: 16

2. Quants àtoms de carboni hi ha en 10 g de benzè?. Massa molecular del benzè: 78 g mol
   • 1
3. Quina és la massa de 10

22

molècules de Na?. Massa atòmica (g mol

• 1

): Na 23

4. Quin és el nombre de ions que hi ha en 100 g de clorur de magnesi?

Concentració i estequiometria

Concentració

Proporció d’una determinada espècie (solut) en un dissolvent

Unitats:

mol/dm

3

= mol/l = mol/L (molaritat)

ppm parts per milió: mg/L

ppb parts per bilió: μg/L

Exemple: Calculeu la

concentració de CaSO 4

en una

dissolució preparada

dissolvent 1 gram de CaSO 4

en

500 mL d’aigua

Concentració i estequiometria

Dilució

Reducció de la concentració d’una determinada espècie en afegir més dissolvent

Dissolució 1

V 1

C

1

(mol/L)

Adició de V

2

d’aigua

Dissolució 2

V 1

+V 2

C

2

(mol/L)

C 2

=C 1

·V 1

/(V 1

+V 2

)

Les reaccions químiques poden despendre o consumir energia (habitualment en

forma de calor)

Desprenen energia: Reaccions exotèrmiques

Consumeixen energia: Reaccions endotèrmiques

Calor emès o consumit en una reacció  Entalpia de la reacció

ΔH (kJ/mol)

Unitats d'energia per unitat de

mol

ΔH < 0

ΔH > 0

Termoquímica

Estat estàndard : estat quan el compostos estan en la seva forma més estable a

pressió 1 atm i a una determinada temperatura

ΔH°

Entalpies de formació estàndard : entalpia de la reacció de formació d’un compost a

partir dels elements en la seva forma més estable en l’estat estàndard.

 1·NaHCO

3

Na(s) + ½ H

2

(g) + C(gr) + 3/2 O

2

(g)

ΔH = Σν

prod

·ΔH

f

prod

• Σν

react

ΔH

f

react

ΔH

f

NaHCO

Per a qualsevol reacció:

Termoquímica

Durant la reacció química es produeix un augment del desordre, ja que la natura

tendeix a passar d’estats ordenats a estats desordenats

Entropia de la reacció (desordre) ΔS

Unitats d'energia per unitat de mol i per unitat de temperatura (ex. J·K

• 1

·mol

• 1

• Un líquid té una major entropia (desordre) que un sòlid
• Un gas té una major entropia (desordre) que un líquid

L’entropia és una funció d’estat, per tant:

ΔS° = 

prod

· S°

prod

react

· S°

react

Termoquímica

Per saber si una reacció es produeix, han de combinar-se

entalpia i entropia

Energia Lliure de la reacció

ΔG (kJ/mol)

J. Willard Gibbs (1878)

ΔG = ΔH - T·ΔS

Equació de Gibbs-Helmholtz

Termoquímica

ΔG = ΔG° + R· T·LnQ

Per a una reacció: aA + bB  cC + dD

R constant dels gasos = 8.31 J·K

• 1

·mol

• 1

Q =

a

C

c

·a

D

d

a

A

a

·a

B

b

a i

és l’activitat de cada espècie:

• Espècies en dissolució: a A

= [A] concentració en mol/L

• Gasos: a A

= p A

pressió parcial en atm

• Sòlids: a A

= 1

En l’equilibri: ΔG = 0 0 = ΔG˚ + R· T·Ln

a

C,eq

c

·a

D,eq

d

a

A,eq

a

·a

B,eq

b

a

C,eq

c

·a

D,eq

d

a

A,eq

a

·a

B,eq

b

K =

ΔG˚ = - R· T·LnK

Termoquímica

Es defineix:

Constant d’equilibri



















2 1 2

1

1 1

ln

R T T

H

K

K

o

A T

1

- R·T

1

·LnK

1

= ΔH˚ - T

1

·ΔS˚

A T

2

- R·T

2

·LnK

2

= ΔH˚ - T

2

·ΔS˚

Equació de Van´t Hoff

Jacobus Henricus van´t Hoff

Premi Nobel Química 1901

Termoquímica

Variació de la constant d’equilibri amb la temperatura

Suposem que entropia i entalpia no depenen de la temperatura