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Química común
Conceptos Fundamentales
Termodinámica: Estudia la energía térmica y sus
transformaciones.
Termoquímica: Rama de la termodinámica que
estudia el calor en juego durante transformaciones
químicas.
Sistema y entorno
UNIVERSO = SISTEMA + ENTORNO
Sistema
Energía (E)
Capacidad para efectuar un trabajo.
E=Fxd
Tipos de energía.
Energía radiante.
Energía térmica.
Energía química
Energía potencial
Calor
Flujo de energía entre cuerpos que están a distinta
temperatura.
q>0
q<0
absorbe
libera
Unidades de medida
Joule (J)
kg · m
s
Caloría (cal):
2
2
Cantidad de energía necesaria para
elevar la temperatura de 1 g de agua
desde 14,5 a 15,5 ºC
1(cal) = 4,184 J
Múltiplos son el kJ y kcal.
La Caloría usada en nutrición corresponde a 1 kcal.
Trabajo (w)
Cambio de energía producida por un proceso.
w=f x d
Calorimetría
Calorímetro
Valores de calor específico
Calor específico: cantidad de calor necesario para
elevar 1°C la temperatura de 1g de sustancia.
Sustancia
Calor específico
(J/g °C)
Agua
4,18
Cobre
0,385
Aluminio
0,902
Hierro
0,451
Madera
1,76
Hormigón
0,88
Capacidad Calorífica y calor específico.
Capacidad calorífica: Cantidad de flujo de calor
necesario para elevar la temperatura en 1°C de una
cantidad de sustancia.
C=mxs
Mientras mayor sea la cantidad de sustancia, se
requiere mayor calor para calentar la sustancia.
Calor absorbido o liberado en un
proceso.
q = ms Δt
q = C Δt
Ejercicios
1.
Una muestra de 466 g de agua se calienta desde 8,5°C
hasta 74,60 °C. Calcule la cantidad de calor absorbido
por el agua.
1.
Una barra de hierro cuya masa es de 869 g se enfría
desde 94°C hasta 5°C. Calcule la cantidad de calor
liberada (en kJ) por el metal.
Transferencia de energía de un sistema.
Cuando se transfiere energía, el cambio aparece como
calor y trabajo.
ΔU = q + w
La energía interna de un sistema puede cambiar si hay
una transferencia de calor o trabajo.
Primera ley de la Termodinámica
La energía del universo permanece constante.
Entalpía (H)
Propiedad que permite medir el calor absorbido o
liberado por un sistema durante un proceso a presión
constante (1 atm).
H = E + PV
Propiedad extensiva: depende de la cantidad de
materia presente.
Entalpía
No se puede medir la entalpía de una sustancia, por lo
tanto, lo que se mide realmente es el cambio de
entalpía.
ΔH = (H productos) – (H reactantes)
ΔH simboliza el calor absorbido o liberado en una
reacción.
Endotérmico y exotérmico
Procesos endo y exotérmicos
PROCESOS ENDO Y EXOTÉRMICOS
En cada uno de los siguientes casos:
a) H2(g) + ½ O2(g) = H2O(l) + 285,8 kJ
b) 40,7 kJ + H2O(l) = H2O(g)
Determina el signo de DH y dibuja un diagrama de la
entalpía para cada reacción.