Variables Termodinámicas

Variables Extensivas

Aquellas que dependen de la cantidad de materia, como la masa o el volumen.

Variables Intensivas

No dependen de la cantidad de materia, como la densidad o la concentración.

Variable Termodinámica

Cada una de las características que definen el sistema termodinámico.

Funciones de Estado

Algunas variables dependen solo del estado en el que se encuentra el sistema y no de la evolución que ha experimentado este para llegar hasta él, como el volumen que ocupa, la presión o la temperatura a la que se encuentra.

No son Variables de Estado

Como el calor necesario para que un sistema evolucione de un estado a otro o el trabajo realizado en ese proceso.

Procesos Termodinámicos

Proceso Reversible

Un pequeño cambio en alguna condición hace que el sistema evolucione en sentido inverso.

Proceso Irreversible

El sistema evoluciona en un único sentido.

Entalpía

Variación de Entalpía

De un sistema representa el calor que intercambia con el entorno cuando el proceso se realiza a presión constante. Se mide en julios.

Entalpías de Hidrogenación

De una sustancia es la variación de entalpía del proceso en el cual 1 mol de una sustancia insaturada capta H₂ para convertirse en la sustancia saturada correspondiente. Se pasa de un enlace doble a uno simple.

Dispositivos que Generan Frío y Calor

El aprovechamiento tecnológico de las reacciones exotérmicas y endotérmicas ha permitido comercializar alimentos autocalentables y autoenfriables. El producto que se va a calentar o a enfriar se encuentra en un recipiente conectado a otro que está dividido en una doble cámara. En una de estas cámaras hay agua y en la otra, una sustancia que al contacto con el agua provoca el proceso exotérmico o endotérmico.

Principios de la Termodinámica

Primer Principio de la Termodinámica

Establece que cuando un sistema evoluciona de un estado inicial a otro final, la variación que experimenta su energía interna coincide con la suma de calor y el trabajo que intercambia con el entorno en esa transformación.

Insuficiencia del Primer Principio para Determinar la Espontaneidad de un Proceso

El primer principio establece que cuando un sistema experimenta una transformación, el calor y el trabajo que intercambia con el entorno equivale a la variación de su energía interna. Esto es lo mismo que decir que la energía total se conserva: la cantidad de calor que recibe el sistema es la misma cantidad de calor que cede el entorno en el que se halla. En otras palabras, la energía del universo no varía. Pero, aun conservándose la energía total del universo, hay transformaciones que se realizan de forma espontánea, es decir, sin ninguna intervención externa, y cambios no espontáneos.

Segundo Principio de la Termodinámica

Establece que un sistema evoluciona de forma espontánea si la entropía del universo aumenta con esa transformación.

Entropía

Es la medida del grado de desorden de un sistema. Cuanto mayor es el desorden de un sistema, mayor es su entropía. Se representa con la letra S.

Tercer Principio de la Termodinámica

Establece que la entropía de una sustancia (elemento o compuesto) que se encuentre como un cristal perfecto a 0 K es 0.

Energía Libre

Energía Libre de Formación Estándar de Gibbs

De un compuesto es la variación de energía libre del proceso en el cual se forma 1 mol de ese compuesto a partir de sus elementos cuando estos se encuentran en condición estándar y en su estado termodinámico más estable. Por convenio, la energía libre de formación de los elementos en condiciones estándar y en su estado termodinámico más estable a 25 °C es 0.

Cinética Química

Velocidad de Reacción

Velocidad Instantánea

Velocidad de reacción. Es la variación en un instante determinado de la concentración de cada una de las sustancias que intervienen en el proceso por unidad de tiempo.

Órdenes de una Reacción

En la ecuación de velocidad, cada uno de los valores indica el orden parcial de reacción con respecto a la sustancia con la que se relaciona y su suma constituye el orden global de reacción. La constante k es la constante de velocidad, coeficiente de velocidad o factor de velocidad. La velocidad de una reacción se mide en mol * L^-1 * s^-1, ya que la concentración de los reactivos se expresa en mol * L^-1. La constante de velocidad k no tiene unas unidades determinadas, pues depende del valor de los órdenes de la reacción y, por tanto, varía en cada proceso.

Orden Parcial

De una sustancia en una reacción es el coeficiente al que está elevada su concentración en la ecuación de velocidad de ese proceso químico. Se determina de manera experimental.

Orden Global

De una reacción es la suma de los órdenes parciales de cada una de las sustancias que intervienen en su ecuación de velocidad.

Mecanismo de Reacción

Conjunto de reacciones sencillas, llamadas etapas elementales, que representan el avance de la reacción global a escala molecular.

Molecularidad

De una reacción o de cada etapa de un mecanismo es el número de especies químicas (moléculas, átomos o iones) que intervienen en ella como reactivos.

Teoría de Colisiones

Solo se producirá reacción si la energía de choque es suficiente; si es menor que un mínimo, llamado energía de activación, no se formarán los productos. Para que se produzca una reacción, es preciso que choquen las especies que reaccionan y que lo hagan con la orientación adecuada y la energía suficiente.