Quimica, 11va Edicion - Raymond Chang-FREELIBROS-264

Vista previa del material en texto

232 CAPÍTULO 6 Termoquímica
6.2 Cambios de energía en las reacciones químicas
A menudo los cambios de energía que ocurren durante las reacciones químicas tienen 
tanto interés práctico como las relaciones de masa estudiadas en el capítulo 3. Por ejem-
plo, las reacciones de combustión que utilizan combustibles, como el gas natural y el 
petróleo, se llevan a cabo en la vida diaria más por la energía térmica que liberan que por 
sus productos, que son agua y dióxido de carbono.
Casi todas las reacciones químicas absorben o producen (liberan) energía, por lo 
general en forma de calor. Es importante entender la diferencia entre energía térmica y 
calor . El calor es la transferencia de energía térmica entre dos cuerpos que están a dife-
rentes temperaturas. Con frecuencia hablamos del “l ujo de calor ” desde un objeto calien-
te hacia uno frío. A pesar de que el término “calor” por sí mismo implica transferencia 
de energía, en general hablamos de “calor absorbido ” o “calor liberado ” para describir los 
cambios de energía que ocurren durante un proceso. La termoquímica es el estudio de los 
cambios de calor en las reacciones químicas.
Para analizar los cambios de energía asociados a las reacciones químicas, primero 
necesitamos dei nir el sistema o la parte especíi ca del universo que nos interesa. Para los 
químicos, los sistemas por lo general incluyen las sustancias que están implicadas en
los cambios químicos y físicos. Por ejemplo, suponga un experimento de neutralización 
ácido-base, en el que el sistema es un recipiente que contiene 50 mL de HCl al cual se 
agregan 50 mL de NaOH. Los alrededores son el resto del universo externo al sistema.
Hay tres tipos de sistemas . Un sistema abierto puede intercambiar masa y energía, 
generalmente en forma de calor, con sus alrededores. Por ejemplo, imagine un sistema 
abierto formado por una cantidad de agua en un recipiente abierto, como se muestra en 
la i gura 6.1a). Si cerramos el recipiente, como se muestra en la i gura 6.1b), de tal ma-
nera que el vapor de agua no se escape o condense en el recipiente, creamos un sistema 
cerrado , el cual permite la transferencia de energía (calor) pero no de masa. Al colocar 
el agua en un recipiente totalmente aislado, podemos construir un sistema aislado , que 
impide la transferencia de masa o energía, como se muestra en la i gura 6.1c).
La combustión de hidrógeno gaseoso con oxígeno es una de las muchas reacciones 
químicas que liberan una gran cantidad de energía (i gura 6.2):
En este caso, la mezcla de reacción (las moléculas de hidrógeno, oxígeno y agua) se 
considera como el sistema, y el resto del universo como los alrededores. Debido a que la 
En un proceso, cuando se absorbe o 
se libera calor, la energía se conserva, 
pero hay un intercambio de ésta entre 
el sistema y su entorno.
Esta foto infrarroja muestra dónde 
hay fugas de energía (calor) dentro 
de una casa. Cuanto más rojo sea 
el color, mayor es la energía que 
se está perdiendo.
a) b) c)
Vapor de agua
CalorCalor
Figura 6.1