Termoquímica

La Termoquímica (del gr. thermos, calor y química) consiste en el estudio de las transformaciones que sufre la energía calorífica en las reacciones químicas, surgiendo como una aplicación de la termodinámica a la química.

Frecuentemente podemos considerar que las reacciones químicas se producen a presión constante (atmósfera abierta, es decir, P=1 atm), o bien a volumen constante (el del receptáculo donde se estén realizando).

• Proceso a presión constante xDxdddxdxdd

El calor intercambiado en el proceso es equivalente a la variación de entalpía de la reacción. Q_p = Δ_rH

• Proceso a volumen constante

El calor que se intercambia en estas condiciones equivale a la variación de energía interna de la reacción. Q_v = Δ_rU

Funciones de estado

Las funciones de estado son variables termodinámicas; son las siguientes:

• entalpía
• energía interna
• entropía
• entalpía libre
• presión
• volumen
• temperatura

Ley de Hess

Germain Henry Hess (Ginebra, 1802-San Petersburgo, 1850) fue un fisicoquímico ruso de origen suizo que sentó las bases de la termodinámica actual. Trabajó fundamentalmente la química de gases, y enunció la ley que nos disponemos a comentar ahora:

"En una reacción química expresada como la suma (o diferencia) algebraica de otras reacciones químicas, puesto que es función de estado, la entalpía de reacción global es también la suma (ó diferencia) algebraica de las entalpías de las otras reacciones."

Consideremos la reacción:

A $\rightarrow$ B

Y supongamos la existencia de las siguientes reacciones intermedias, de $\Delta _{r}H_{T}^{\circ }$ conocida:

A $\rightarrow$ C

D $\rightarrow$ C

D $\rightarrow$ B

Vemos que podemos montar un ciclo termodinámico tal que, en vez de ir de A a B directamente, pasemos por todas las reacciones intermedias antes descritas:

A $\rightarrow$ C $\leftarrow$ D $\rightarrow$ B

Como la entalpía es una función de estado, $\oint _{C}dH=0$. El proceso no depende del camino, y, por lo tanto, es indiferente que la hagamos directamente o teniendo en cuenta las demás reacciones.

Nótese que la reacción D $\rightarrow$ C va en el sentido opuesto al que nos interesa para cerrar el ciclo. Por ello, debemos invertir la dirección del flujo energético para obtener la reacción que queremos, y eso se logra cambiando el signo de la variación entálpica. Es decir,

$\Delta _{r}H_{C\rightarrow D}^{\circ }=-\Delta _{r}H_{D\rightarrow C}^{\circ }$.

Teniendo esto en cuenta, la entalpía de la reacción que queremos será:

$\Delta _{r}H_{A\rightarrow B}^{\circ }=\Delta _{r}H_{A\rightarrow C}^{\circ }-\Delta _{r}H_{D\rightarrow C}^{\circ }+\Delta _{r}H_{D\rightarrow B}^{\circ }$

En ocasiones, deberemos multiplicar la entalpía de reacción de una de las intermediarias por algún coeficiente estequiométrico para que se cumpla la relación lineal entre las diferentes variaciones de entalpías.

Usos

Entre los usos de la termoquimica podemos destacar la utilidad de ella en los laboratorios de investigación y centros tecnológicos dedicados netamente a la especia porcina, ya que si las propiedades de transferencia de calor que se experimentan entre las capas de piel que hallamos en estos animales podemos apreciar un ejemplo claro de estudio de la termoquimica, así como en los mismos vasos sanguíneos de estos animales, ya que si bien funcionan de manera similar a la humana estas presentan un cambio entropico de concentración de leucocitos, que a diferencia de los que poseen los seres humanos esto se presentan de manera diferenciada de concentraciones.

Como uso también se podría agregar su aplicación en intercambio de calor de un sistema a otro , tomando como ejemplo el caso anterior podríamos obtener el intercambio de calor producido por los cerdos a su entorno o viceversa de la misma forma en manera opuesta.

Véase también

• Calorimetría
• Entalpía
• Leyes de la termodinámica
• Reacciones isodésmicas
• Reacciones isogíricas
• Reacción exotérmica

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Termoquímica.