Termoquímica
Todas las sustancias poseen cierta energía interna que se modifica cuando la sustancia experimenta una transformación química. Consideramos que una característica de los fenómenos químicos es el intercambio de calor con el medio.
La termoquímica estudia los cambios calóricos que se producen en las reacciones químicas.
Ley de la conservación de la energía
Esta ley de física se puede generalizar de varias formas diferentes, constituyendo el fundamento de la primera ley de la termodinámica aplicada a los fenómenos químicos o termodinámica química.
La energía no se crea ni se pierde, solo se transforma.
O también de este otro modo:
Cuando se produce una cierta cantidad de energía, debe descomponerse una cantidad igual de otra u otras formas de energía.
La energía puede cambiar de una forma a otra. Por ejemplo, en condiciones apropiadas, la energía puede convertirse en trabajo. Según la ley de conservación de la energía, la energía total de un sistema aislado (como el Universo) permanece constante excepto en cambios nucleares.
El trabajo también puede convertirse en energía. Por ejemplo, se realiza trabajo al levantar un libro del piso a una mesa. La energía del libro aumenta en una cantidad igual al trabajo realizado sobre él. Tiene mayor energía potencial sobre la mesa que en el piso.
Otro ejemplo, la energía eléctrica entregada a un motor para que funcione es igual al trabajo que éste realiza más el calor disipado por el mismo.
Si un sistema experimenta un cambio, su energía interna cambia según la siguiente ecuación:
ΔU = Q - L
Donde:
ΔU: es el cambio de energía interna.
Q: es el calor recibido de los alrededores.
L: es el trabajo realizado sobre los alrededores.
Por lo general, existen varias trayectorias para cambiar del estado inicial al final.
Por ejemplo, el cambio de estado de una determinada cantidad de agua líquida a vapor de agua. Se puede calentar a presión constante o se puede disminuir la presión y emplear menor calor. Este es un fenómeno físico, termodinámico más precisamente. Veamos un cambio o fenómeno químico.
En la combustión del carbón:
C + O2 ⟶ CO2 + 94,3 kcal
En esta reacción se produce un mol de dióxido de carbono desprendiendo 94,3 kcal (reacción exotérmica).
Aplicando la ley de la conservación de la energía, debemos interpretar, que la energía potencial acumulada en el carbono y el oxígeno es igual a la energía en potencia del dióxido de carbono más 94,3 kcal desprendidas al ambiente. El caso típico de calefaccionar un recinto quemando carbón.
Como observamos no se ha creado energía ni se ha perdido, solo se ha transformado.
Bibliografía:
Héctor Fernández Serventi. "Química general e inorgánica". Losada S. A., Buenos Aires.
Robert C. Smoot y Jack Price. "Química, Un curso moderno". Compañía Editorial Continental S. A., México.
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina
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La energía en las reacciones químicas