TERMOQUÍMICA

1. Estudia los cambios de energía interna (E) y entalpía (H) de las reacciones químicas. aA + bB cC + dD Presión Temperatura Variación energía interna en la reacción Volumen TERMOQUÍMICA DE = cEC+dED-aEA-bEB Estado Variación de entalpía en la reacción DH = cHC+dHD-aHA-bHB

2. Q calor absorbido o liberado durante una transformación de reactivos a productos (TODA REACCION QUIMICA CONLLEVA UN CALOR DE REACCION ASOCIADO) Na2SO4 + Ba(NO3)2 BaSO4 + 2NaNO3 Ejemplo: calcule el cambio de entalpía para la formación de sulfato de bario al mezclar 1 L de solución de Sulfato de sodio 1M con 1 L de nitrato de bario 1M, si la capacidad calórica específica de la solución es de 4,18 J/ºC g, y la densidad de la solución resultante es de 1 g/mL La temperatura inicial es de 25ºC, en tanto la temperatura al final de la reacción es de 28,1º

3. Calores de reacción más estudiados • Combustión • Disolución • Cambio de fases • Neutralización En la medición del calor de reacción se requiere que: sean rápidas, completas, sin productos de reacción

4. Leyes de la Termoquímica • Ley de Hess: El cambio de entalpía a P o V constante, de una reacción química es el mismo tanto si se lleva a cabo en una o en varia etapas • Ley de Lavoisier-Laplace. El cambio de entalpía a P o V constante, de una reacción química dada en una dirección es de igual magnitud y de signo contrario al de la reacción en sentido inverso. Estado Estándar Es el estado de las sustancias puras a P = 1 atm y la temperatura especificada (25o). Además, si la sustancia es un gas, éste se considera como un gas ideal (PV = nRT). Estado de referencia Es el estado de los elementos químicos en su forma mas estable a la presión estándar Pº =1 atm a 298 K. El valor de entalpía de los elementos en su estado de referencia es igual a cero.

5. Definición estados estándar Compuesto Gas Presión = 1 atm Líquido, sólido líquido puro, sólido puro Soluto concentración 1 M Elementos Forma en que existe a 1 atm y 298,15ºK

6. Entalpía Estándar de Reacción Entalpía Estándar de Formación (Hfº) Entalpía Estándar de Combustión Entalpía de Disolución Entalpía de cambio de fase

7. Ejemplo uso ley de Hess O2 H° = ????? 2NO (g) 2NO2 (g) H° =-180,5 kJ H° =66,4 kJ O2 N2 (g) + O2 (g) Reacción general 2 NO(g) + O2(g)  2 NO2(g) etapas N2(g) + O2(g)  2 NO(g) H° = +180.5 kJ N2(g) + 2 O2(g)  2 NO2(g) H°=+66.4 kJ 2 NO(g) N2(g) + O2(g)H° = -180.5 kJ

8. Reaccion general 2 NO(g) + O2(g)  2 NO2(g) H° = ? 1 N2(g) + 2 O2(g)  2 NO2(g) H° = +66.4 kJ 2 NO(g) N2(g) + O2(g) H° = -180.5 kJ + 2 NO(g) + O2(g)  2 NO2(g) H° = -114.1 kJ

9. Entalpía de reacción a partir de entalpía de formación estándar DHr° = H°final - H°inicial = SnDHf°(productos) - SnDHf°(reactantes) S = suma n= número de moles DHf°= entalpía de formación stándar

10. Calcule elDHo de la reacción CH4 (g) + 2 O2(g) CO2 (g) + 2 H2O(g) Ejemplo. Calcular la entalpía de la siguiente reacción a partir de las correspondientes entalpías de formación: [DHof CO2+ 2 DHof H2O] – [DHof CH4+ 2 DHof O2] [ -394 + 2 (-286) ] – [ -75 + 2 (0)* ] - 891 kJ * DHof de un elemento = 0

11. Dependencia del H con la temperatura (Ley de Kirchhoff) Es posible calcular el cambio de entalpía a una T2 conociendo el cambio de entalpía a T1 y las capacidades calóricas de reactantes y productos

12. Calcular el calor o entalpía de reacción a 1000oC para la reacción: • ½ H2 (g) + 1/2Cl2 (g)  HCl (g) Si el Ho298 = -92,223 KJ Cp = 29,0381 – 0,8356 x 10-3T + 20,097 x 10-7 T2 [J/mol grado] H2 Cp = 29,0381 – 0,8356 x 10-3T + 20,097 x 10-7 T2 [J/mol grado] Cl2 Cp = 29,0381 – 0,8356 x 10-3T + 20,097 x 10-7 T2 [J/mol grado] HCl