Termodinámica y Entalpía: Conceptos Clave y Aplicaciones

Termodinámica: Ley de Conservación de la Energía

Termodinámica: Ley de conservación de la energía.

Conceptos Clave

Conceptos: energía interna (q), trabajo (w), calor (ΔH).

Calor y Entorno

Calor: Es la energía transferida al sistema por medios no mecánicos.

Ley: Cualquier energía que un sistema pierde deberá ser ganada por su entorno y viceversa. La energía total de un sistema es: Ec + Ep.

ΔH > 0: ingresa energía / ΔH < 0: sale energía.

ΔH = q + w // q y w no son funciones de estado, no dependen de la trayectoria. Las funciones de estado no dependen de la forma en que se ganó o se perdió la energía.

Variación de Entalpía

Definición: Variación de entalpía: Es una función de estado que permite expresar la variación y cantidad de calor puesto en juego durante la transformación en un sistema termodinámico, el cual puede recibir o aportar energía. Esto obedece a la primera ley de la termodinámica.

Jabones y Detergentes

Un jabón es una sustancia con dos partes: una de ellas llamada lipófila (o hidrófoba), que se une a las gotitas de grasa, y la otra, denominada hidrófila, que se une al agua. De esta manera se consigue disolver la grasa en agua. Mediante la hidrólisis de un álcali (hidróxido de sodio) y un ácido graso (aceite de coco), esto se denomina saponificación. Químicamente, es una sal alcalina de un ácido graso de cadena larga.

Los detergentes son una mezcla de muchas sustancias. El componente activo de un detergente es similar al de un jabón (el jabón es una pasta que resulta de la combinación de un álcali, generalmente hidróxido de sodio o de potasio, con algún ácido graso). Es soluble en el agua, y por sus propiedades detersorias sirve comúnmente para lavar. Su molécula tiene también una larga cadena lipófila y una terminación hidrófila. Suele ser un producto sintético normalmente derivado del petróleo. Una de las razones por las que los detergentes han desplazado a los jabones es que se comportan mejor que estos en aguas duras.

Entalpía de Combustión

¿Qué es entalpía de combustión? Es el calor liberado cuando se quema un mol de sustancia a presión constante.

Calor recibido: -qp = m(gr) . Ce(g/°C) . Δt

Calorímetro

Un calorímetro consiste, en esencia, en un recipiente aislado térmicamente y lleno de agua, en la cual se sumerge una cámara de reacción. En una reacción exotérmica, el calor generado se transmite al agua y la elevación de temperatura resultante en ésta se lee mediante un termómetro sumergido en ella. Cuando se trata de una reacción endotérmica, hay que medir la reducción de la temperatura en vez de su incremento.

Entalpía (H)

Entalpía: Es el calor absorbido o liberado por un sistema a presión constante. Se representa con H y se define como: ∆H = E + P.V

Es una propiedad extensiva, ya que su magnitud depende de la cantidad de materia. Es imposible determinar la entalpía de una sustancia, y lo que se mide en realidad es la variación de entalpía (∆H).

La entalpía de reacción, ∆H, es la diferencia entre las entalpías de productos y las entalpías de reactivos: ∆H = H (productos) – H (reactivos)

La Entalpía de reacción puede ser positiva o negativa, dependiendo del proceso.

• Para un proceso endotérmico, ∆H es positivo, ya que el sistema absorbe energía del entorno (∆H > 0).
• Para un proceso exotérmico, ∆H es negativo, ya que el sistema libera calor hacia el entorno (∆H < 0).