Química: Química: Ciència que estudiaCiència que estudiala matèriala matèria i les seues transformacionsi les seues transformacions
Química: Química: Ciència que estudiaCiència que estudiala matèriala matèria i les seues transformacionsi les seues transformacions
Tema 1Enllaç químic
Com expliquem les propietats de les molècules?Com podem descriure un metall?
Química: Química: Ciència que estudiaCiència que estudiala matèriala matèria i les seuesi les seues transformacions transformacions
Temes 2-11Tema 1Enllaç químic
Com expliquem les propietats de les molècules?Com podem descriure un metall?
Reaccionsquímiques
Desprén calor?Quina quantitat?
Per què es produeix?En quina direcció?
Tema 2Termoquímica
Tema 3Espontaneïtat
Tema 4Equilibri
Quan s’arriba?Com es modifica?
Tema 10Cinètica
Quina velocitat té?De què depén?
Tema 11Mecanismes
Té diverses etapes?Com l’accelerem?
Tipus
Tema 5Eq. de fases
Tema 8Eq. solubilitat
Tema 7Eq. àcid-base
Tema 9Eq. redox
Tema 6Dissolucions
Tema 2Tema 2
TermoquímicaTermoquímica
¿Què ens interessa d’una reacció química?¿Què ens interessa d’una reacció química?
CONTINGUTCONTINGUT
1.- Conceptes bàsics. Sistemes, variables i processos.
2.- Energia, calor i treball. 1r Principi de la Termodinàmica.
3.- Entalpia.
4.- Calor de reacció. Llei de Hess.
5.- Entalpies estàndard de formació.
CONTINGUTCONTINGUT
1.- Conceptes bàsics. Sistemes, variables i processos.
2.- Energia, calor i treball. 1r Principi de la Termodinàmica.
3.- Entalpia.
4.- Calor de reacció. Llei de Hess.
5.- Entalpies estàndard de formació.
Fonaments deTermodinàmica
Termodinàmica: Part de la Física que estudia la calor, el treball, l’energiai els canvis que ells produeixen en els estats dels sistemes.
CONTINGUTCONTINGUT
1.- Conceptes bàsics. Sistemes, variables i processos.
2.- Energia, calor i treball. 1r Principi de la Termodinàmica.
3.- Entalpia.
4.- Calor de reacció. Llei de Hess.
5.- Entalpies estàndard de formació.
Termoquímica: Part de la Química que estudia la calor cedidao absorbida en les reaccions químiques.
Aplicació areacc. químiques:
Termoquímica
CONCEPTES BÀSICS.CONCEPTES BÀSICS.SISTEMES, VARIABLES I PROCESSOS.SISTEMES, VARIABLES I PROCESSOS.11
Sistema: Part de l’univers que és objecte d’estudi.Entorn, voltants, medi ambient: Resta del univers.
Obert Tancat Aïllat
Tipus de sistemes
Potintercanviar
MatèriaEnergia
Matèria MatèriaEnergia
Els sistemes es presenten de diferents formes ESTATS
caracterizats per VARIABLES termodinàmiques
(p.ex: T, P, V, m, , composició química, ...)
Intensives Extensives
Tipus de variables
• No depenen de la quantitat de matèria del sistema• Ex: T, P, • No són aditives
• Depenen de la quantitat de matèria del sistema• Ex: m, V• Són aditives
Funcions d’estatFuncions d’estat
1) Quan assignem valors a unes quantes, els valors de laresta queden automàticament fixats.
2) Quan canvia l’estat d’un sistema, els canvis d’eixesfuncions només depenen dels estats inicial i final delsistema, no de com es produeix el canvi.
X = Xfinal –Xinicial
Ecuacions d’estat: Relacionen funcions d’estat(ex: PV = nRT)
Quan alguna de les variables d’estat canvia amb el temps
PROCÉS termodinàmic
Tipus deprocessos
• Isoterm (T constant)• Isòbar (P constant)• Isocor (V constant)• Adiabàtic (Q = 0)• Cíclic (estat final = estat inicial)
•Reversible (sistema sempre infinitesimalment pròxim a l’equilibri; un canvi infinitesimal en les condicions pot invertir el procés)• Irreversible (Un canvi infinitesimal en les condicions no produeix un canvi de sentit en la transformació).
ENERGIA, CALOR I TREBALL.ENERGIA, CALOR I TREBALL.1r PRINCIPI DE LA TERMODINÀMICA.1r PRINCIPI DE LA TERMODINÀMICA.22
Energia: Capacitat que posseeix un sistema per a realitzar un treball o per a subministrar calor.
Criteri de signesCriteri de signes
SISTEMA
Q > 0
W > 0 W < 0
Q < 0
TREBALLTREBALL
rdFd
W Unitat S.I.: Joule
Treball d’expansió/compressió dels gasos
Pint Pext
dV
VPW ext dd [Levine, pg 42]
2
1
VV ext VPW d
Casos particulars
VP)VV(PVPVPW ext12extVVext
VV ext
2
1
2
1 dd
1) Expansió davant d’una Pext constant
2) Expansió en el buit
Pext = 0 W = 0 [Segal, pg 590]
No és una propietat característica del sistema.No ho posseeix el sistema.És una forma d’intercanvi d’energia, una “energia en trànsit”
El treball no és funció d’estat
Casos particulars
1
212
V
V
VV
VV
VV intrev
V
VlnnRT)VlnVlnnRT(VlnnRT
V
V-nRTV
V
nRTVPW
2
1
2
1
2
1
2
1
d
dd
3) Expansió reversible isoterma d’un gas ideal
PV = nRT T = constant
CALORCALOR
Un sistema cedeix E en forma de Q si es transfereix com a resultatd’una diferència de T entre el sistema i el medi ambient.
Unitat S.I.: Joule 1 cal = 4.184 J
No és una propietat característica del sistema.No la posseeix el sistema.És una forma d’intercanvi d’energia, una “energia en trànsit”
La calor no és funció d’estat
ENERGIA INTERNAENERGIA INTERNA
Energia interna (U)(Suma d’energies a nivell molecular)
• Funció d’estat• Magnitud extensiva
U = Q + W1r Principi de laTermodinàmica
Epot Ecin ?
Com podem augmentar Ud’un sistema tancat?
1) Escalfant-lo calor2) Realizant un treball
U = Q + W
1r Principi de la Termodinàmica
Procés a V constant V2 = V1 dV=0
0VPW 2
1
VV ext d
vU = Q + 0 = Q
• Nou significat per a U• Ens dóna una forma de determinar U
ENTALPIA.ENTALPIA.33H = U + PV Entalpia
(H)
• Funció d’estat• Propietat extensiva• Unitats d’energia
Procés a P constant
);VP(VQVPQWQUUU 12pVVp12
2
1 d
HHHPVUPVUQ 121122p
Relació entre H i U
H = U + (PV) H = U + PV H Usól/líq
només
P constant
Si
CALOR DE REACCIÓ. LLEI DE HESS.CALOR DE REACCIÓ. LLEI DE HESS.44Reaccionsquímiques
• Exotèrmiques (Q < 0)
• Endotèrmiques (Q > 0)
La calor de reacció es mesura amb un calorímetre[Petrucci, pg 227]
Qv = U = Uprod - Ureac
Qp = H = Hprod - HreacH = U + (PV)
H U
¿Intervenengasos?
NoSí
H = U + (nRT)
H = U + RTnSi T constant
MÈTODES PER A DETERMINAR-LA
Entalpia de reaccióEntalpia de reaccióIncrement d’entalpia que té lloc durant la reacció
Mètode 1 Mesurar Qp amb un calorímetre
)g(CO)g(O2
1)g(CO 22 H = -283 kJ
)g(CO2)g(O)g(CO2 22 H = -566 kJ
)g(O2
1)g(CO)g(CO 22 H = +283 kJ
Mètode 2 Mesurar Qv amb un calorímetre; H = U+RTn
Mètode 3 Llei de Hess
)g(CO)g(O2
1)s(C 2 H = ?
)g(CO)g(O)s(C 22 H = -393.5 kJ
Germain Henri Hess(1802-1850)
La calor intercanviada quan una reaccióquímica es duu a terme a T i P constants ésla mateixa tant si la reacció transcorre en unaetapa com si ho fa en més d’una.
)g(CO)g(O)s(C 22 H = -393.5 kJ
)g(O2
1)g(CO)g(CO 22 H = +283 kJ
)g(CO)g(O2
1)s(C 2 H = -110.5 kJ
H: funció d’estat
ENTALPIA ESTÀNDARD DE FORMACIÓ.ENTALPIA ESTÀNDARD DE FORMACIÓ.55Estat estàndard d’una substància: la seua forma pura a 1 bar.
Entalpia de reacció estàndard (Hº): H quan els reactius en elsseus estats estàndard passen a productes en els seus estats estàndardrespectius.
Entalpia estàndard de formació (Hfº) d’una substància: Entalpiaestàndard de reacció per a la formació d’un mol de la substància apartir dels seus elements en el seu estat més estable. (Unit: Jmol-1)
Hfº (C2H5OH, l) a 25ºC = -277.69 kJmol-1
)l(OHHC)g(O2
1)g(H3)grafit,s(C2 5222
Hfº (element en el seu estat més estable) = 0
Mètode 4 A partir de Hfº
)reac(H)prod(HH of
reacreac
of
prodprod
o
[Levine, pg 147]
Tabular Hfº per a cada substància
Top Related