Termoquimica

TERMOQUÍMICA

La Termoquímica consiste en el estudio de las transformaciones que sufre la energía calorífica en las reacciones químicas, surgiendo como una aplicación de la termodinámica a la química.

Frecuentemente podemos considerar que las reacciones químicas se producen a presión constante (atmósfera abierta, es decir, P=1 atm), o bien a volumen constante (el del receptáculo donde se estén realizando).

CALORÍA

La caloría (símbolo cal) es una unidad de energía del Sistema Técnico de Unidades, basada en el calor específico del agua. Aunque en el uso científico y técnico actuales la unidad de energía es el julio (del Sistema Internacional de Unidades), todavía se utiliza la caloría para expresar el poder energético de los alimentos.

La caloría fue definida por primera vez por el profesor Nicolas Clément en 1824 como una caloría-kilogramo y así se introdujo en los diccionarios franceses e ingleses durante el periodo que va entre 1842 y 1867.

CONTENIDO CALORÍA O ENTALPIA

La Entalpía es la cantidad de energía de un sistema termodinámico que éste puede intercambiar con su entorno. Por ejemplo, en una reacción química a presión constante, el cambio de entalpía del sistema es el calor absorbido o desprendido en la reacción. En un cambio de fase, por ejemplo de líquido a gas, el cambio de entalpía del sistema es el calor latente, en este caso el de vaporización. En un simple cambio de temperatura, el cambio de entalpía por cada grado de variación corresponde a la capacidad calorífica del sistema a presión constante. El término de entalpía fue acuñado por el físico alemán Rudolf J.E. Clausius en 1850. Matemáticamente, la entalpía H es igual a U + pV, donde U es la energía interna, p es la presión y V es el volumen. H se mide en julios.

H = U + pV

Cuando un sistema pasa desde unas condiciones iniciales hasta otras finales, se mide el cambio de entalpía ( Δ H).

ΔH = Hf – Hi

EFECTO CALORÍA FORMULA

Para poder comprender estos efectos debemos tener presente que 1 joule = 0,24 cal, a lo que se conoce como “equivalente calórico” del joule, esto significa que es el número de calorías que corresponde al trabajo de 1 joule.

Para poder calcular la cantidad de calorías que puede producir una corriente eléctrica al pasar por un conductor solo tenemos que multiplicar cualquiera de las fórmulas que nos permiten calcular la cantidad de joules (en un trabajo determinado) por 0,24 cal cualquiera de estas formulas puede expresar la “ley de joule” para el efecto calórico de la corriente eléctrica, pero generalmente se toma la expresión:

“La cantidad de calor producida por una corriente eléctrica es proporcional al a cuadrado de la intensidad, a la resistencia del conductor y al tiempo que circula por él”.

En esta fórmula K es la constante de proporcionalidad la que tendrá un valor de 0,24 cal/joule; si se toma K = 1 la cantidad de calor Q queda expresada en joule.

En los artefactos eléctricos es más práctica, como la ley de joule, la siguiente expresión:

“la cantidad de calorías producidas en un artefacto electrico es proporcional a su potencia ya al tiempo que la corriente pasa por él”.

LEY DE HES FORMULA

Hess enuncio una ley muy importante aplicada a la termoquímica. ¨La variación de Entalpía en una reacción química va ser la misma si esta se produce en una sola etapa o en varias etapas¨. Es decir, que la suma de los ∆H de cada etapa de la reacción nos dará un valor igual al ∆H de la reacción cuando se verifica en una sola etapa. Esta ley ha sido muy utilizada para la resolución de problemas que a veces causan muchas dificultades para los alumnos pero en realidad veremos que es sencilla.

Básicamente nos dan varias reacciones pero nos preguntan por una en especial. Entonces lo que tenemos que hacer es, combinarlas de tal forma que luego de cancelar varios términos solo nos quede la reacción específica que nos preguntan. Se usan movimientos matemáticos, como multiplicación, inversión y cambio de signo, etc.

Según la reacción, al descomponerse un mol de la sal ( 80 grs.), se producen 37Kj de variación de entalpía.

...