Sistemas Termodinámicos. Energía

Guía de estudio.

o Sistemas Termodinámicos. Sistema: parte específica del universo que nos interesa. Los alrededores son el resto del universo externo al sistema. Hay tres tipos de sistemas. Un sistema abierto puede intercambiar masa y energía, generalmente en forma de calor, con sus alrededores. Un sistema cerrado, permite la transferencia de energía (calor) pero no de masa.  Un sistema aislado, impide la transferencia de masa o energía

o Energía. La capacidad para efectuar un trabajo.  La energía radiante, o energía solar, proviene del Sol y es la principal fuente de energía de la Tierra. La energía química es una forma de energía que se almacena en las unidades estructurales de las sustancias. La energía potencial es la energía disponible en función de la posición de un objeto.

o Primera Ley de la Termodinámica.  La energía se puede convertir de una forma a otra, pero no se puede crear ni destruir.

o Entalpía.  Es la cantidad de energía contenida en una sustancia. Representa una medida termodinámica la cual viene figurada con la letra H en mayúscula, la variación de esta medida muestra la cantidad de energía atraída o cedida por un sistema termodinámico. Entalpía de reacción es la cantidad de energía que se absorbe o libera en una reacción.

o Clasificación de Reacciones (Exotérmicas, Endotérmicas, Exergónicas, Endergónicas) Exotérmicas - Liberan calor. Endotérmicas – absorben calor. Exergónicas – Absorben trabajo (Catabolismo). Endergónicas – Liberan trabajo (Anabolismo).

o Entropía. Magnitud termodinámica que indica el grado de desorden molecular de un sistema.

o Calorimetría. La medición de los cambios de calor. El calor específico (s) de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de la sustancia. Sus unidades son J/g ? 8C. La capacidad calorífica (C) de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de determinada cantidad de la sustancia. Sus unidades son J/8C

o Electroquímica. La electroquímica es la rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química

o Celdas Electroquímicas. Una celda galvánica o voltaica es un dispositivo experimental para generar electricidad mediante una reacción redox espontánea

o Rapidez de la Reacción Química. Se refiere al cambio en la concentración de un reactivo o de un producto con respecto del tiempo (M/s)

 o Teoría de Colisiones. Se basa en la idea de que para que una reacción pueda tener lugar, las moléculas de las sustancias deben chocar previamente entre sí, y por lo tanto: “La velocidad de una reacción es proporcional al número de colisiones producidas por unidad de tiempo entre las moléculas de los reactivos.”

o Factores que Influyen en la Rapidez de las Reacciones.  

• Aumentando la temperatura. Según la teoría cinética molecular a mayor temperatura las partículas se desplazan más rápido propiciando los choques entre ellas

• Aumentando la concentración. Cuanto mayor sea la concentración de los reactivos más rápida será la reacción pues habrá más posibilidades de que las partículas se encuentren y choquen.

• Aumentando el grado de división. Si en la reacción interviene un solido, si lo pulverizamos o troceamos un metal, la reacción será mas rápida, ¿por qué ocurre esto?. Muy fácil, al aumentar su grado de división mas superficie entra en contacto con la otra sustancia para reaccionar.

• El uso de catalizadores. 

 o Equilibrio Químico. El equilibrio químico se alcanza cuando las rapideces de las reacciones en un sentido y en otro se igualan, y las concentraciones de los reactivos y productos permanecen constantes

o Reversibilidad de las Reacciones. Es aquella que ocurre simultáneamente en los dos sentidos. Al mismo tiempo los reactivos se transforman en productos y los productos se transforman en reactivos.

o Principio de Le Chatelier. El Principio de Le Chatelier, de 1888, se refiere a que un estado de equilibrio químico es mantenido en tanto no se alteren las condiciones del sistema. Cuando se modifica algún parámetro, como por ejemplo, la presión, la temperatura o la concentración de algunas de las especies en equilibrio, este se traslada en cierta dirección (hacia los reactivos o hacia los productos) hasta alcanzar un nuevo estado de equilibrio.

...