Índice
Sistemas, estados y funciones de estado
Criterio de signos en termoquímica
Principio de conservación de la energía
1º Principio de la Termodinámica
Energía interna
Entalpía
Relación entre entalpía y energía interna
Diagramas de entalpía
Tipos de entalpía
Cálculo de la entalpía de una reacción a partir de entalpías de formación
Ley de Hess
Energía de enlace
Entropía
2º Principio de la Termodinámica
3º Principio de la Termodinámica
Energía libre de Gibbs
Espontaneidad de una reacción química
Sistemas, estados y funciones de estado
Vamos empezar introduciendo algunos conceptos básicos iniciales dentro de este tema.
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Criterio de signos en termoquímica
Seguimos introduciéndonos en el tema. Es importante conocer qué criterio de signos vamos a usar. Por eso, te recomiendo ver el siguiente vídeo. ¡A por él!
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Principio de conservación de la energía
En este tema vas a aprender una serie de principios. Para comenzar, vamos con el conservación de la energía, que probablemente ya hayas visto alguna vez.
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1º Principio de la Termodinámica
Partiendo del principio de conservación de la energía, podemos enunciar el primer Principio de la Termodinámica, en el que vamos a ver la primera variable de estado del tema: la energía interna.
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Energía interna
En el siguiente vídeo quiero explicarte con más profundidad qué es la energía interna.
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Entalpía
A partir del primer Principio de la Termodinámica podemos llegar a otra variable de estado, la entalpía.
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Relación entre entalpía y energía interna
Para que no tengas que llevar a cabo una reacción dos veces, una a volumen constante y otra a presión constante, existe una relación entre la entalpía y la energía interna. ¿Cuál? Tienes que ver el próximo vídeo.
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¡Cuidado con las unidades de la constante de los gases ideales, R! En este tema, su valor no es de 0.082. Observa el próximo vídeo y averigua por qué.
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¡Vamos con un ejemplo práctico!
EJEMPLO
Determinar la variación de energía interna para el proceso de combustión de un mol de propano a 25ºC y 1 atm, si la variación de entalpía, en estas condiciones, vale -2219,8 kJ.
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Diagramas de entalpía
Esta representación se usa para explicar cómo se lleva a cabo una reacción química, desde un proceso energético.
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Tipos de entalpía
En primer lugar, vamos a ver qué es la entalpía de reacción.
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Antes de pasar al siguiente tipo de entalpía, es interesante y necesario comprender qué son las condiciones estándar, y por qué se usan.
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¿Todo bien hasta ahora? Pues pasamos a ver qué es la entalpía de combustión:
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Aún nos queda otra. La entalpía de formación. ¡A por ella!
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Cálculo de la entalpía de una reacción a partir de entalpías de formación
En este apartado, quiero explicarte cómo calcular la variación de entalpía de una reacción química si tengo las variaciones de entalpía de formación de todos los compuestos que intervienen en ella.
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La expresión usada en el último vídeo puede parecer complicada pero creo que, viendo los siguientes ejemplos, observarás que no es para tanto.
EJEMPLO
Conocidas las entalpías de formación del gas butano, agua y dióxido de carbono (-124,7 kJ/mol, -285,8 kJ/mol y -393,5 kJ/mol, respectivamente), calcular la entalpía estándar de combustión del butano.
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EJEMPLO
A partir de las entalpías estándar de formación del CO2 (-393,5 kJ/mol), del H2O (-285,8 kJ/mol) y la entalpía de combustión del gas acetileno, C2H2 (-1299,5 kJ/mol), calcular la entalpía estándar de formación del acetileno.
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Ley de Hess
Otra forma de calcular la variación de entalpía de una reacción química se basa en la Ley de Hess. ¿Quieres saber en qué consiste? Tienes que ver el próximo vídeo.
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A continuación, te propongo un ejemplo, para ayudarte a entender mejor cómo se harían este tipo de problemas.
EJEMPLO
Dadas las siguientes ecuaciones termoquímicas:
a) CO (g) + 2 H2 (g) -> CH3OH (l), ∆Ho1= -132,5 kJ
b) H2 (g) + ½ O2 (g) -> H2O (l), ∆Ho2= -285,8 kJ
c) CO (g) + ½ O2 (g) -> CO2, ∆Ho3= -283,0 kJ
Calcular la variación de entalpía en la reacción de combustión del metanol.
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Energía de enlace
La energía de enlace es la desprendida o necesaria para romper o formar un enlace químico. A través de las energías de los enlaces de los reactivos y productos que participan en una reacción química, se puede calcular la variación de entalpía de dicha reacción.
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Y ahora, después de la teoría, ¡toca practicar!
EJEMPLO
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