Leyes de la termodinamica 2

ley de hess

1. Leyes de la termodinámica Temas Selectos de Química II Bloque II Termoquímica y electroquímica Sexto cuatrimestre

2. Ley de Hess “El calor total absorbido o desprendido en una reacción solo depende del estado inicial y final de la misma y no de los estados intermedios por los que pasa la reacción química.” Es un método indirecto para calcular el cambio de entalpía. Se aplica en casos donde las reacciones químicas liberan compuestos secundarios que no tienen interés, cuando se presentan con demasiada lentitud o los compuestos no se pueden obtener a partir de sus elementos, lo que impide hacer una medición directa de la entalpía

3. Ejemplo Calcular la entalpía estándar de formación del metano. Se escribe la ecuación de síntesis del metano C (grafito) + H 2(g) → CH 4(g) Esta reacción no puede resolverse directamente y se aplica la ley de Hess , a partir de reacciones de combustión del C, H 2 y CH4 para las que se conoce con exactitud los valores del cambio de entalpía de reacción

4. Se establece

5. De acuerdo a la ley de Hess , se deben acomodar todas las ecuaciones químicas de tal manera que, al sumarlas se cancelen las especies que no aparecen en la ecuación original y únicamente permanezcan los reactivos y productos. Algunas veces es necesario multiplicar una o todas las ecuaciones por un coeficiente que permita eliminar las especies que no aparecen en la reacción de interés.

6. En las ecuaciones a) y b), tanto el C como el H2 están como reactivos, entonces permanecen como se escribieron. Sin embargo, el CH4 también se encuentra como reactivo, debe invertirse para quedar del lado de los productos. Al invertir una ecuación es muy importante cambiar el signo del valor de la entalpía de reacción, puesto que se debe considerar que si una reacción en un sentido es exotérmica (∆H r = -), en el sentido contrario siempre es endotérmica (∆H r = +). Se invierte la ecuación c) y se cambia el signo de ∆H r:

7. Segunda ley de la Termodinámica La segunda Ley indica la dirección en que se llevan a cabo las transformaciones energéticas. El flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de temperatura más alta a aquellos de temperatura más baja. La ley postula además que todo proceso espontáneo resulta en un incremento neto de entropía o desorden, del sistema más sus alrededores.

8. Se consideran tres enunciados de esta Ley:

9. La entropía se define como el grado de dispersión de la energía o el grado de desorden de la materia en un sistema. La entropía no puede decrecer naturalmente, por lo tanto, un sistema que la disminuya será sumamente improbable, por eso el agua no se puede convertir en hielo en condiciones normales de presión y temperatura, por ser un proceso no espontáneo ∆S = S f – S i

10. La conexión entre la entropía y la espontaneidad de un proceso queda expresada en la segunda ley: la entropía del universo aumenta en un proceso espontáneo y se mantiene constante en uno en equilibrio. Por lo que se deduce:   ∆S universo > O El proceso puede ocurrir, es espontáneo e irreversible.   ∆S universo < O El proceso es en extremo improbable, no es espontáneo.   ∆ S universo= O El proceso es reversible, puede ocurrir en ambas direcciones.

11. Bibliografía Villarmetn Christine, López Jaime (2012). Química 1. México Ed. Book Mart Ocampo, G.A. (2003). Fundamentos de Química 1. México, D.F. Editorial Publicaciones Culturales