Entalpía (H): Es una función de estado, propiedad cuyo valor solo depende del estado actual del sistema y no como llega a él

Entalpía (H):

Es una función de estado, propiedad cuyo valor solo depende del estado actual del sistema y no como llega a él.

[pic 1]

El valor de la entalpía depende de la presión y la temperatura, también de la cantidad de materia que toma el sistema.

En gases:

[pic 2]

En sólidos y líquidos:

[pic 3]

Variación de la entalpia en una reacción química: calor absorbido o desprendido en una reacción química cuando está ocurre a presión constante.

∆H = qp

Proceso Endotérmico: +∆H

Proceso Exotérmico: -∆H

Ecuación termoquímica: ecuación balanceada, con los estados de agregación de todos los compuestos que intervienen, y a la derecha el valor de la entalpía estándar.[pic 4]

3 (s)                              (s) + 2(g)         ºr = -89.5 kJ/mol[pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

Entalpía Estándar de Formación (∆Hºf): variación de entalpía de la reacción de formación de un compuesto a partir de sus elementos en sus estados estándar.

(Grafito) + 2                            2            ºr = -393,5 kJ/mol.[pic 13][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

Entalpía de reacción estándar (∆Hºr): variación de entalpía de una reacción que se lleva a cabo en condiciones termodinámicas estándar, es decir a 25ºC y 1atm de presión.

A partir de las entalpías de formación de los distintos compuestos que intervienen en una reacción química es posible calcular la entalpía o variación de entalpía de dicha reacción. Consideremos la reacción global de un reactivo A con un reactivo B, para dar un producto C y un producto D.

La variación de entalpía de esta reacción, por ser una función de estado, será la entalpía del estado final menos la entalpía del estado inicial, es decir, la entalpía de formación de los productos menos la entalpía de formación de los reactivos. Como las entalpías de formación se estandarizan para un mol de compuesto formado, debemos multiplicar dichas entalpías de formación por los coeficientes estequiométricos correspondientes de cada compuesto:

[pic 14]

Y como:

[pic 15]

[pic 16]

Y, de forma general, se puede expresar del siguiente modo:

[pic 17]

Que es la fórmula que emplearemos, en general, para el cálculo de la energía de una reacción química a partir de los valores de entalpía de formación de los reactivos y de los productos.

Ejemplo: Aplicar dicha fórmula a la reacción de combustión del benceno

[pic 18]

Tabla con los valores de entalpías estándar de formación (a 25ºC y 1 atm)

[pic 19]

Desorden de un sistema.

Cambios espontáneos: los que suceden sin la necesidad de ser impulsado por una influencia externa.

Cambios no espontáneos: los que necesitan de una fuerza externa para que se produzcan (una fuerza continua).

Entropía (S):

Es una medida de la aleatoriedad o del desorden de un sistema (no se mantiene constante).

A medida que aumenta el desorden de un sistema, mayor será su entropía (líquidos).

Cuando varia la Temperatura:

   [pic 20]

Dónde: C es la capacidad calorífica.

T1 es la temperatura inicial (K).

T2 es la temperatura final (K).

Para un gas ideal:

[pic 21]

Dónde: n es el número de moles.

R es la constante universal de los gases.

V1 es el volumen inicial.

V2 es el volumen final.

La entropía de un sistema aislado aumenta en el curso de cualquier cambio espontáneo.

Entropía de reacción estándar: Los valores de entropía molar estándar tabulados se pueden emplear para calcular la variación de entropía de una reacción química, de forma similar al uso de las entalpías de formación para determinar la variación de entalpía.

[pic 22]

A temperatura constante:

[pic 23]

Dónde: qrev es el calor en un proceso reversible y T es la temperatura absoluta (K).

Para un cambio de estado físico:

[pic 24]

Dónde: ∆Hvap es la variación de entalpia de vaporización y Teb es la temperatura en el punto de ebullición.

La entropía permite determinar la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo.

La Segunda Ley de la Termodinámica establece que la entropía del universo aumenta en un proceso espontáneo y se mantiene constante en un proceso que se mantiene en equilibrio.

Si una reacción produce más moléculas de gas que la que consume [pic 25]

Si el número total de moléculas de gas disminuye [pic 26]

...