La aplicación de los conceptos fundamentales de la termoquímica

TERMOQUIMICA

I. OBJETIVOS

Aplicar los conceptos fundamentales de la termoquímica a las siguientes determinaciones experimentales:

1. Capacidad calorífica de un calorímetro

2. Calor específica de algunos metales

3. Calor latente de fusión

4. Calor latente de vaporización

5. Calor de neutralización de una reacción ácido – base

6. Calor de solución

II. FUNDAMENTO TEORICO

La termoquímica es el estudio de los cambios térmicos o cambios de calor involucrados en las reacciones químicas. Algunas reacciones que producen o liberan energía son llamadas reacciones exotérmicas.Se indica su valor numérico como positivo o negativo, si el calor ha sido absorbido desprendido, respectivamente.

La termodinamica se denomina termoquimica en este aspectos.

a) Calor.- Es una forma de energía. Para el estudio termodinámico, entendemos por calor aquella energía en tránsito, que es transferida por radiación, como resultado de una diferencia de temperatura. El calor es la energia transferida de un objeto caliente a otro frio; el calor tampoco es una función de estado.

Factor de intensidad: T = (Tf - Ti)

Factor de capacidad o Capacidad Calorífica (C)

Energía transferida en forma de calor (Q): Q = CT

Donde : C = m.c.

b) Capacidad Calorífica (C).- Es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado celcius la temperaturade una cantdad dada de sustancia.Así, si la temperatura del cuerpo se eleva de Ti a Tf, al tomar una cantidad de calor Q, la capacidad calorífica “C” del cuerpo viene dada por:

De acuerdo a Ec. (2), la capacidad calorífica de una sustancia, es la cantidad de calor requerida para variar su temperatura en 1ºC. Este concepto es usado en la determinación de la capacidad calorífica de un calorímetro.

c) Capacidad Calorífica Molar( ).- Desde el punto de vista químico, una forma más útil de definir la capacidad calorífica es la que se refiere a una mol; esto es, a la masa molar expresada en gramos. En consecuencia, se define como la cantidad de calor que necesita una mol de una sustancia para variar 1ºC.

d) Calor Específico(C).- Es la capacidad de calor, medido en calorías, que necesita un gramo de una sustancia para variar 1ºC. El producto del calor específico (c) por la masa molar (M), nos dará la Capacidad Calorífica Molar ( ).

CM =

e) Caloría (Cal).- Es la cantidad de calor requerido para elevar la temperatura de 1 g de agua 1ºC.

f) Entalpía (H).- También llamada contenido calórico, es una función de estado, que se utiliza para tratar los cambios térmicos de las reacciones químicas que se efectúan a presión constante.

g) Cambio de Entalpía (H).- Es igual al calor que elsistema gana o pierde cuando el proceso se lleva presion constante.

H = Qp

h) Calor de Reacción(HR).- Se define como la cantidad de calor que se desprende o absorbe durante una reacción química, esto se debe a la diferencia entre las entalpías de los productos y reactantes a presión constante y temperatura definida.

Dentro de los calores de reacción se encuentran los calores de formación, combustión, fusión, vaporización, sublimación, disolución, neutralización, etc.

i) Calor Latente de Fusión(LT).- Es la cantidad de calor necesario para fundir un gramo de sustancia sólida a una temperatura del punto de fusión.

El calor latente de fusión del hielo es igual a 80 cal/g, lo que significa que han de gastarse 80 cal de energía para pasar 1 g de hielo a 0ºC a 1g de agua a 0ºC. De esto resulta que el calor necesario para fundir una masa (m) de hielo a 0ºC estará dado por:

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