QUI: Energia de les reaccions químiques. 4/3/11

Enllaços interessants:

• Conceptes bàsics de termodinàmica.

• La termoquímica és la part de la química que estudia les transferències que acompanyen a les reaccions químiques. 
• Reaccions exotèrmiques: les transformacions químiques van acompanyades de despreniment d'energia. El contingut energètic dels productes és menor que el de els reactius. Exemple:
• la oxidació de la glucosa, es despren energia (que s'acumula en forma d'ATP)
• La combustió d'un hidrocarbur, com per exemple el butà, donant diòxid de carboni i aigua.
• Reaccions endotèrmiques: les transformacions químiques van acompanyades d'absorció d'energia. El contingut energètic dels productes augmenta respecte del dels reactius. Exemple:
• La formació ATP a partir d'ADP i àcid fosfòric. 
• La fotosintesi, formació de glucosa a partir de diòxid de carboni i agua és endotèrmica i l'energia necessària s'obté de l'energia lumínica. 
• Entalpia: és una magnitud per a mesurar l'energia interna a pressió constant (generalment, la atmosfèrica, és a dir, la reacció es dóna en recipients no tancats hermèticament). L’energia que es mesura és la variació d’entalpia. La variació d’entalpia d’una reacció és la diferència  entre les entalpies dels productes i la dels reactius multiplicades pel nombre de mols que indiquen l’estequiometria.

  ΔH= H₂ – H₁ = S (n_P H_P) – S (n_R H_R)

• En condicions estàndard (25ºC i 1 atm) la variació d’entalpia d’una reacció s’anomena variació d’entalpia estàndard i es representa per DH⁰.
• Com únicament es poden mesurar les variacions d’entalpia DH i no les entalpies H, cal definir un valor de referència. L’ entalpia dels elements químics en la seva forma més estable i en les condicions estàndard es considera zero.

Per exemple:

 ΔHº_f(Cl₂)=0

 ΔHº_f(H₂)=0

 ΔHº_f(Zn(s))=0

Per a formes al·lotròpiques (quan una mateixa substància es presenta en formes diferentes) li correspon el valor zero d'entalpia de formació estàndard a la forma més estable. Per exemple, el carboni el podem trobar com element en el gràfit i el diamant. En aquest cas, el valor zero és pel gràfit.

Entalpies de formació d’un compost ( ΔH_f)

• És la variació d’entalpia de la reacció en què es produeix un compost a partir dels seus elements.   Exemple:

C (s)    +   ½ O₂ (g)  → CO (g)   ΔH=-110kj          

Si la reacció es produeix en condicions estàndards parlarem entalpies de formació estàndard, ΔHº_f .

D’acord a aquesta definició, i com que l’entalpia és un funció d’estat (únicament depèn de l’estat inicial i de l’estat final), podem calcular el calor (l’entalpia) de reacció en funció de les entalpies de formació de les substàncies que hi participen en la reacció:

 ΔH  = Sumatori  ΔH_f(productes)  -  Sumatori  ΔHº_f(reactius)

DEURES:

• Exercicis de la fotocòpia
• "Exercicis d'examen" de la pàgina 137.
• CONTROL DE QUÍMICA EL 18/3/11: dissolucions, estequiometria i termodinàmica.