LAS REACCIONES QUIMICAS Y LA ENERGÍALIC. FABIÁN ORTIZ

GRADO DÉCIMO

2011

INSTITUCION EDUCATIVA “CIUDAD DE ASÍS”Religiosas Franciscanas de M.I.

Pre-escolar – Básica y Media Técnica ComercialAprobado por Decreto No. 0591 de 06 de diciembre de 2002 – NIT: 846000257-5

Carrera 18 No. 8-83 B. San Francisco de Asís - Teléfono: 4228117www.ieciudaddeasis.edu.co - E-Mail: secretaria1@ieciudaddeasis.edu.co

Puerto Asís, Putumayo

«Vivencia de valores hacia personas integras e investigadoras»

¿Qué nos interesa de una reacción química?¿Qué nos interesa de una reacción química?

Cuando se produce una reacción química, no solo hay una transformación de una sustancia en otra, sino que también ocurre un cambio energético.

CONTENIDOCONTENIDO

Conceptos Básicos

1. Calor de reacción

2. Unidades para expresar la energía de una reacción

3. Intercambio de calor en una reacción

- Reacciones endotérmicas

- Reacciones exotérmicas

3. Entalpía (Contenido calorífico)

4. Ecuaciones Termoquímicas

Termodinámica:

Rama de la Física que estudia el calor, el trabajo, la energía y los cambiosque ellos producen en los estados

de los sistemas.

CONCEPTOS BÁSICOS.CONCEPTOS BÁSICOS.

Sistema: Parte del universo que es objeto de estudio.Entorno, alrededores, medio ambiente: Resto del universo

Abierto Cerrado Aislado

Tipos de sistemas

Puedeintercambiar

MateriaEnergía

Materia MateriaEnergía

Los sistemas se presentan de diferentes formas ESTADOS

caracterizados por VARIABLES termodinámicas

(p.ej: T, P, V, m, , composición química, ...)

Intensivas Extensivas

Tipos de variables

• No dependen de la cantidad de materia del sistema• Ej: T, P, • No son aditivas

• Dependen de la cantidad de materia del sistema• Ej: m, V• Son aditivas

Cuando alguna de las variables de estado cambia con el tiempo

PROCESO termodinámico

Tipos deprocesos

• Isotermo (T = cte)• Isóbaro (P = cte)• Isócoro (V = cte)• Adiabático (Q = 0)• Cíclico (estado final = estado inicial)

•Reversible (sistema siempre infinitesimalmente próximo al equilibrio; un cambio infinitesimal en las condiciones puede invertir el proceso)• Irreversible (Un cambio infinitesimal en las condiciones no produce un cambio de sentido en la transformación).

Siempre que se da una reacción química se produce un intercambio de energía entre los reactivos, los productos y el medio ambiente.

El calor liberado o absorbido durante una reacción se llama calor de calor de reacción reacción y se refiere siempre a una cantidad de reactivo o de producto.

1. CALOR DE REACCIÓN

UNIDADES PARA EXPRESAR LA ENERGIA EN UNA REACCIÓN

La energía que entra en juego en una reacción química se halla, por lo general, en forma de energía calorífica y en menor medida como energía lumínica o de otro tipo. El calor es una forma de energía asociada con el movimiento de las moléculas. En el S.I. el calor de reacción se mide en julios (J). No obstante, tradicionalmente se usa la kilocaloría (Kcal) definida como la cantidad de calor necesaria para elevar en 1ºC la temperatura de un gramo de agua

EQUIVALENCIAS

1 kcal = 4.184 KJ

1 cal = 4,184 J

1 kcal _ 1.000 cal

1BTU = 252 cal

BTU = Unidad térmica británica. (cantidad de calor para elevar en 1ºF la temperatura de una libra de agua)

INTERCAMBIO DE CALOR EN LAS REACCIONES

REACCIONES EXOTERMICAS Durante una reacción química puede producirse o liberarse energía.Ej: La combustión

REACCIONES ENDOTERMICASCuando el sistema químico absorbe energía del medio para que una reacción química pueda llevarse a termino.Ej: La fotosíntesis6CO2 + 6H2O + ENERGÍA C6H12O6 + 602

CONTENIDO CALORÍFICO O ENTALPIA

La ganancia o perdida de calor durante una reacción química se puede atribuir a un cambio en el contenido calorífico de las sustancias involucradas en el proceso.El contenido calorífico total de una sustancia se llama entalpia, y se simboliza con la letra H.La entalpia no se puede medir directamente no se puede medir directamente. Sin embargo es posible medir el calor producido o consumido mediante la diferencia entre la entalpia de los productos y la entalpia de los reactivos. Este cambio de entalpia se simboliza con ΔH

ΔH = H productos – H reactivos = Calor de reacción

ΔH > 0 Reacción Endotérmica

ΔH < 0 Reacción Exotérmica

ΔH = H PRODUCTOS – H REACTIVOS = CALOR DE REACCIÓN

EJEMPLOCalcular la entalpía de descomposición del CaCO3 en CaO y CO2

Si la entalpía de formación a 25ºC de CaCO3 es igual a-1.207,1 kJ/mol, la del CaO es -635,5 kJ/mol y la del CO2 es -393,7 kJ/mol.

Primero se escribe la ecuación de descomposición.CaCO3 CaO y CO2

ΔH = H productos – H reactivosΔH = (-635,5 -393,7) – (-1.207,1)

ΔH = 177.9 kJ/mol

El valor positivo indica que la Reacción es exotérmica.

CALOR ESPECIFICO (C)Calor necesario para elevar la Tº de un gramo de sustancia, en 1ºC se expresa como calorías/gramo.grado

Q = m . c . ΔtQ= Calor absorbido

c= Calor específico

Δt = (temperatura final – temperatura inicial)

Ejemplo: La combustión del metano (CH4) se lleva a cabo en un calorímetro con lo cual todo el calor desprendido se absorbe por el agua. Supongamos que al quemar 1 mol de metano, la Tº de 4,0 . 10 3 g de agua se eleva de 25ºC a 78,2ºC

Q = m . c . ΔtQ = 4,0 . 10 3 g x 1,00 cal/g .ºC x (78,2ºC – 25ºC)

Q = 4,0 . 10 3 g x 1,00 cal/g .ºC x 53,2ºC

Q = 212,8 . 103 calorías

La combustión de una mol de metano proporciona 212,8 . 103 calorías al agua, es decir: ΔH por mol de metano quemado es -212,8 Kcal, por lo tanto la reacción es EXOTERMICA