Tema 3 Termoquímica

5/24/2018 Tema 3 Termoqumica

1/26

TERMOQUMICA

Estudia els canvis energtics en les reaccions qumiques.

Des de un punt de vista termodinmic:

sistema (partcules que ens interessen, com elstoms dels reactius per exemple).

entornunivers

La frontera pot ser real o fictcia. El sistema pot ser: o!ert : intercanvia matria i energia tancat : " sols energia a#llat : $o pot intercanviar res.

L%energia interna ( &)d%un sistema 's la suma de les energiespotencial i cintica de totes les seues partcules presents. $o

inclou les associades al moviment del centre de masses delsistema. Depn dels enllaos qumics i les velocitats.


2/26

&na variaci d%energia interna del sistema depn sols del%estat inicial (reactius) i de l%estat final (productes) i no delcam seguit en la transformaci, segons el principi de

conservaci de l%energia. *s a dir, & 's una funci d%estat:

$o es pot mesurar de forma a!soluta & , per+ s es potdeterminar la seua variaci fent mesures que permeten

avaluar l%energia transferida a l%entorn, o des de l%entorn alsistema.Dues maneres de transferir energia: mitanant larealit-aci de tre!all () o la realit-aci de calor (/). 0er tantel 1rprincipi de la termodinmica s :

U = Q + Evidentment & 1 2E

entorn

& 1 &final

&inicial

3istema

45/45

65/65Entornex 7

(3%8an trencat enllaos i s%8an formataltres de diferent energia, 8a canviat & )


3/26

Tre!all d"e#pansi$%

En condicions ordinries el tre!all realit-at per l%entorn so!re el

sistema 's una compressi, i el realit-at pel sistema unaexpansi. 3i suposem una fora exterior&que es desplaa 2#comprimint el sistema gass tancat en un cilindre, grcies a unpist, el tre!all realit-at, en valor a!solut, 's &2# i com'

e#terior

= &()

* * = &2# = 'e#t

)2# = 'e#t

2

i com s ,na compressi$ -2./ 0s tre!all realit2at so!reel sistema positi, :

= 3 'e#t

2

&

)

2#

gas


4/26

Calor de reacci$ a 4ol,m constant%

U =Q + = Q 3 'e#t

2 =Q

5

Ex 9

alor de reacci a pressi constant: ;? D% E5TA6'IA

La gran maoria de les reaccions qumiques no tenen lloc avolum constant sin a pressi constant ( generalment 0 atm ),en aquest cas '

e#t= '

sist= '

U = Q + = Q' 3 '2 Q' = U + '2 = 7

Q'=&

f &

i@ 0 ( ;

f ;

i) 1 (

&

f@ 0;

f) ( &

i@ 0 ;

i) 1 7

83 7

i

3i en una reacci sols participenlquids iAo s+lids(2; B5 ):& 9 C

3i participen asosi 's constant '; = ;nRTEx , ex F

alormetre / 1 cm2T

Guncid%estat


5/26

mica:E,aci$ ,>mica a?,stada am! lacorresponent 4ariaci$ d"entalpia re8erida al"este,iometria tal com @a si,t escrita% )i in4ertiml"e,aci$ can4ia sols el sine de l"entalpiaB% Entalpia de reacci$ estndard ;7/ 's el canvi d%entalpiaprodu#t quan els reactius i els productes es tro!en en els seus estats

estndard ( forma pura , 7 !ar ( o 7 atm) de pressi i 9HI J (9K) ).


6/26

alanD termo,>mic 's una proporci matemtica ( regla detres) entre l%entalpia i la quantitat de su!stncia, (de l%equaciaustada i el pro!lema planteat) a que si reacciona do!le

quantitat s%alli!erar ( o a!sor!ir) do!le quantitat d%energia.Ex K, ex M, ex N, ex I

E5TA6'IA


7/26

Ex H, ex 75

ConseHncia de la llei de 7essi de de8inici$ de ;7/8

:

E$< DE =E?

2C=

1 nproductes

2Cf , productes

nreactius

2Cf , reactius

E5TA6'IE)


8/26

Ex 77, ex 79, ex 7, ex 7F, ex 7K, ex 7M, ex 7N, ex 7I, ex 7H, ex 95, ex97, ex 99, ex 9, ex 9F

'ER QUK OCORRE5 6E) REACCIO5) QUMIQUE)L

om m's pro!a!le siga un proc's maor 's la possi!ilitat queocrrega. Exemple: Difusi d%un gas. /uina 's la pro!a!ilitat que totes lesmolcules tornen a la situaci inicial, totes en un matrsP

&na de quatre.

El nom!re de distri!ucions possi!les 's elevadssim siaugmenta el nom!re de partcules, i nom's una correspon a lasituaci de partida, per tant 's m's pro!a!le la difusi del gas.

L%increment en el nom!re de possi!ilitats s%8a expressat en una,ment del desordre molec,lar - a,ment d"entropia0%


9/26

)EO5 'RI5CI'I


10/26

35s+lid

6 35lquid

66 35gas

e# G

0er a calcular la variaci d%entropia del sistema en un proc's:

;)/R= n

prod,ctes)/

prod,ctes3 n

reacti,s)/

reacti,s

En un proc's exotrmic, s%augmenta el desordre molecular del%entorn ( m's energia per a distri!uir entre les seues partcules),i viceversa, per tant:

;)entorn - ;7sistema3i 's !aixa la temperatura, una mateixa 2C

sistemaproduir maor

impacte en els distints moviments moleculars de l%entorn, sninversament proporcionals:

;)entorn =- ;7

sistema

T


11/26

=>E=> D%E30R$


12/26

Exemple: ondensaci de l%aigua

C9R (g) C

9R (l) 2C

sistema6 5 (formaci de ponts d%C)

23sistema

6 5 ( 2n65 )

;/= ;7/3T;)/. / -'rocs a8a4orit0

3 3

+ El 8actor entlpic's favora!le. < !aixa s est afavorit, perqu el8actor entrPpic, que 's desfavora!le, 's menVs rellevant i determina laespontane#tat (so!re una !otella freda).

E&ECTE 7IER5AC6E -possible pregunta de l'examen0


13/26


14/26


15/26


16/26

X


17/26

EWE=>>3 E=QR/&XQ>

Documents

Tema 3 Termoquímica