EXPERIENCIA 1: Reacción exotérmica

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- Defina

- Calor de formación: Es el incremento entálpico que se produce en la reacción de formación de un mol de un determinado compuesto a partir de los elementos en el estado físico normal (en condiciones estándar). Se expresa como DHf0. Se trata de un “calor molar”, es decir, el cociente entre DH0 y el número de moles formados de producto. Por tanto, se mide en kJ/mol. Si se esta en condiciones estándar se le denomina entalpía estándar de la reacción.

- Calor de combustión: Es la variación de entalpía o cantidad de calor liberado durante la combustión total de 1 mol de la sustancia, con todas las substancias en el estado estándar. En el caso de sustancias orgánicas, se considera combustión total siempre que los únicos productos sean CO2 y H2O. Las reacciones de combustión son exotérmicas y sus valores de ΔH son siempre negativos.

- Calor de disolución: La entalpia de disolución de una sustancia es la energía involucrada en el proceso de disolución. El cambio de entalpia que se observa al preparar una disolución puede considerarse como la suma de dos energías: la energía requerida para romper determinados enlaces (soluto-soluto y disolvente-disolvente) y la energía liberada para la formación de enlaces nuevos (soluto-disolvente)

- Calor de cambio de fase: la sustancia debe absorber o ceder una cierta cantidad de calor para que tenga lugar. Este calor será positivo (absorbido) cuando el cambio de fase se produce de izquierda a derecha en la figura, y negativo (cedido) cuando la transición de fase tiene lugar de derecha a izquierda.

[pic 5]

Calor latente (L) o calor de cambio de estado, es la energía absorbida o cedida por unidad de masa de sustancia al cambiar de estado. De sólido a líquido este calor se denomina calor latente de fusión, de líquido a vapor calor latente de vaporización y de sólido a vapor calor latente de sublimación.

- Escribe la ecuación termodinámica que representante el fenómeno

- ¿Qué es calorimetría? ¿Qué es termoquímica?

La termoquímica estudia los cambios energéticos ocurridos durante las reacciones químicas teóricamente mientras que la calorimetría los estudia experimentalmente. Sin embargo, generalmente las reacciones químicas se realizan a P=cte o a V=cte, lo que simplifica su estudio. La situación más frecuente es la de las reacciones químicas realizadas a P=cte, y en ellas el calor transferido es el cambio de entalpía que acompaña a la reacción y se denomina "entalpía de reacción".

- Demuestra que las leyes de termoquímica son consecuencia de la primera ley de la termodinámica

- En las experiencias que requieren agitación ¿Por qué esta no debe ser tan brusca?

Para no interferir en las reacciones

- En la experiencia No.1 ¿De dónde toma energía el éter para evaporarse?

Del ácido sulfúrico concentrado.

- Describa brevemente el proceso de cristalización.

Se produce la formación de un sólido cristalino, a partir de un gas, un líquido o incluso, a partir de una disolución. En este proceso los iones, moléculas o átomos que forman una red en la cual van formando enlaces hasta llegar a formar cristales, los cuales son bastante usados en la química con la finalidad de purificar una sustancia de naturaleza sólida.

Diga algunas aplicaciones prácticas de la termoquímica en su área profesional.

Las reacciones donde la variación de entalpía es positiva (calor absorbido en la reacción) son llamadas reacciones endotérmicas, mientras que aquellas cuya variación de entalpía es negativa (calor cedido por el sistema durante la reacción) son llamadas reacciones exotérmicas.

- Un estudiante plantea la siguiente proposición errónea en un informe de laboratorio, sobre una bomba calorimétrica: “ΔH=ΔE+PΔV.

Ya que el proceso en la bomba calorimétrica es a volumen constante, ΔV=0 y ΔE= ΔH”. Explique porqué es incorrecto este argumento.

La bomba calorimétrica permite la determinación del poder calorífico específico de una muestra, llevando a cabo su combustión en atmósfera de oxígeno. Para ello es necesario conocer la capacidad calorífica del sistema, la masa de muestra y el incremento de temperatura que origina la combustión en la celda de medición del calorímetro. En ocasiones es necesario corregir el valor de poder calorífico mediante la determinación de la denominada energía de extraños, en la que intervienen los medios de ignición, las sustancias auxiliares a la combustión y la formación y disolución de ácidos nítrico y sulfúrico, que pueden ser cuantificados mediante valoración o conociendo el análisis elemental de la muestra.

Discusión.

Una reacción es exotérmica cuando al ocurrir desprende energía en forma de calor, y es endotérmica si, por el contrario, absorbe energía del medio. Para entender por qué sucede esto, debes recordar que en una reacción siempre hay unos reactivos que dan lugar a unos productos:

Reactivos → Productos

Tanto los compuestos reactivos como los productos tienen su propio nivel de energía (encerrada en los enlaces que unen entre sí sus átomos). Si la energía final de los productos es menor que la energía inicial de los reactivos, se ha perdido energía en el proceso. Esa energía es la que se desprende al medio, normalmente en forma de calor.

Sin embargo, si la energía final es mayor que la inicial (es decir, los productos han ganado energía respecto de los reactivos), quiere decir que la reacción ha absorbido energía del medio (de algún sitio ha tenido que salir).

La mayoría de las reacciones químicas son exotérmicas, aunque las más conocidas son aquellas que liberan, a su vez, llamas. No todas las reacciones exotérmicas van acompañadas de llamas, pero todas las reacciones que desprenden llamas son exotérmicas, como en el experimento 6.

La reacción endotérmica es una reacción química que absorbe energía. Casi todas las reacciones químicas implican la ruptura y formación de los enlaces que unen los átomos. Normalmente, la ruptura de enlaces requiere un aporte de energía, mientras que la formación de enlaces