Termodinámica Química

1. Termoquímica

• Estudia los intercambios de calor y trabajo en reacciones químicas.
• Basada en dos principios fundamentales.

1.1 Conceptos Previos

• Sistema + Entorno = Universo.
• Estado de un sistema termodinámico, variables y funciones de estado.
• Proceso termodinámico.

2. Trabajo y Calor

2.1 Trabajo

• Transferencia de energía mediante una fuerza que provoca desplazamiento.
• Fórmula: ( W = - P \cdot \Delta V )
• Ejemplos de cálculo de trabajo para expansión de gases.

2.2 Calor

• Calor y temperatura en cuerpos.
• Fórmulas: ( Q = m \cdot Ce \cdot \Delta T ) y ( Q = m \cdot Lf ) o ( Q = m \cdot Lv )
• Ejemplos de cálculo de energía necesaria para cambiar temperatura y estado.

3. Primer Principio de la Termodinámica

• Energía interna ( U ), función de estado.
• ( \Delta U = Q + W )
• Ejemplos de cálculos de variación de energía interna.

4. Entalpía

• Procesos a presión constante, entalpía ( H ) como función de estado.
• Ejemplos y cálculo de entalpías de formación, combustión e hidrogenación.

4.1 Ecuación Termoquímica

• Reacciones endotérmicas y exotérmicas.
• Diagramas entálpicos para visualizar energía de reactivos y productos.

4.2 Entalpía de Formación Estándar

• Cálculo de ( \Delta H_{reacción} )._

4.3 Entalpía de Enlace

• Energía necesaria para romper enlaces, balance energético de reacciones.

4.4 Ley de Hess

• Cálculo de variación de entalpía combinando reacciones.

5. Entropía

• Medida de desorden molecular, ( S ).
• Cálculo de variación de entropía en reacciones.

6. Energía Libre y Espontaneidad

• Energía libre de Gibbs ( G ).
• Cálculo de ( \Delta G ) para determinar espontaneidad de reacciones.
• Condiciones de espontaneidad según ( \Delta H ) y ( \Delta S ).

Ejemplos y Problemas

• Ejercicios prácticos para aplicar conceptos teóricos con diferentes condiciones y datos.

Notas adicionales:

• Todas las fórmulas deben aplicarse teniendo en cuenta unidades correctas.
• Importancia de las condiciones estándar (25ºC, 1 atm) en cálculos.
• Distinción entre procesos endotérmicos y exotérmicos crucial para comprensión de entalpía.