Termoquímica
terrmoquímica es una subdisciplina de la fisicoquímica que estudia los cambios de calor en procesos de cambio químico, como lo son las reacciones químicas. Se puede considerar que las reacciones químicas se producen a presión constante (atmósfera abierta, es decir, P=1 atm), o bien puede considerarse que se producen a volúmen constante (el del receptáculo donde se esténrealizando).
Rama de la Química física que estudia los efectos caloríficos que acompañan a las transformaciones físicas o químicas. Su fin es determinar las cantidades de energía desprendidas o absorbidas como Calor durante una transformación, así como desarrollar métodos de cálculo de dichos movimientos de calor sin necesidad de recurrir a la experimentación. Las cantidades de calor producidas alquemarse los combustibles o el valor calorífico de los alimentos son ejemplos muy conocidos de datos termoquímicos.
La termoquímica es parte de una rama mucho mas amplia que es la termodinámica la cual describe y relaciona las propiedades físicas de la materia de los sistemas macroscópicos, así como sus intercambios energéticos.
El calor que se transfiere durante una reacción química depende de latrayectoria seguida puesto que el calor no es una función de estado. Sin embargo, generalmente las reacciones químicas se realizan a P=cte o a V=cte, lo que simplifica su estudio.
Tratándose de intercambios de calor a presión constante, la magnitud característica de la termoquímica es el incremento de entalpía, es decir, la variación de calor que se dará en el paso de reactivos a productos.Existen dos procesos involucrados en el estudio de la termoquímica,
Proceso a presión constante El calor intercambiado en el proceso es equivalente a la variación de entalpía de la reacción.
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Proceso a volumen constante El calor que se intercambia en estas condiciones equivale a la variación de energía interna de la reacción.
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Germain HenryHess (Ginebra, 1802-San Petesburgo, 1850) fue un fisicoquímico ruso de origen suizo que sentó las bases de la termodinámica actual. Trabajó fundamentalmente la química de gases, y enunció la ley que nos disponemos a comentar ahora:
Consideremos la reacción:
A {draw:frame} B
Y supongamos la existencia de las siguientes reacciones intermedias, de {draw:frame} conocida:
A {draw:frame} CD {draw:frame} C
D {draw:frame} B
Vemos que podemos montar un ciclo termodinámico tal que, en vez de ir de A a B directamente, pasemos por todas las reacciones intermedias antes descritas:
A {draw:frame} C {draw:frame} D {draw:frame} B
Como la entalpía es una función de estado, {draw:frame} . El proceso no depende del camino, y, por lo tanto, es indiferente que la hagamos directamenteo teniendo en cuenta las demás reacciones.
Nótese que la reacción D {draw:frame} C va en el sentido opuesto al que nos interesa para cerrar el ciclo. Por ello, debemos invertir la dirección del flujo energético para obtener la reacción que queremos, y eso se logra cambiando el signo de la variación entálpica. Es decir,
{draw:frame} .
Teniendo esto en cuenta, la entalpía de la reacciónque queremos será:
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En ocasiones, deberemos multiplicar la entalpía de reacción de una de las intermediarias por algún coeficiente estequiométrico para que se cumpla la relación lineal entre las diferentes variaciones de entalpías.
? La ley de conservación de la energía. Fue enunciada por Mayer en 1842 y por Helmholtz en 1847, y establece que la energía ni se crea ni sedestruye. Siempre que una cantidad cualquiera de una de las formas de energía desaparece, se produce una cantidad exactamente equivalente de otra u otras formas. Esta afirmación se conoce también con el nombre de primer principio de la Termodinámica.
A la luz de los conocimientos actuales sobre la naturaleza y convertibilidad recíproca de la materia y la energía, esta ley continúa siendo válida a…