FISICOQUIMICA (Generalidades) Flashcards
FISICOQUIMICA (Conceptos)
- Rama de la química que describe los procesos fisicos y quimicos con el enfoque cuantitativo que brinda la matemática.
- Ciencia macroscópica que utiliza magnitudes como: presión, volumen y temperatura. Relaciona estas propiedades microscopicas con las propiedades macroscópicas de la materia y con su comportamiento en un determinado proceso fisico o químico.
- Tiene como objetivo comprender procesos fisicos y quimicos con el fin de predecirlos y controlarlos.
- Para evaluar procesos físicos y químicos tiene en cuenta:
ESQUEMA TERMODINÁMICO: En el cual se observa el estado inicial del sistema y el estado final del sistema después de un proceso fisico o químico.
Si el proceso termodinámico es factible de producirse se complementa con un ESTUDIO CINÉTICO, en el cual se evalua el tiempo que se necesita para que ocurra dicho proceso - Un proceso físico: es aquel que varia en distintos aspectos del sistema sin cambiar la esencia del mismo.
Un proceso químico es aquel en el que el estado inicial cambia radicalmente del estado final despues del proceso. - La fisicoquimica tiene 2 ramas principales:
a. La termodinámica se interesa en conceptos de energía y masa. Evalua la energía inolucrada en los procesos en estudio. Establece si es que un proceso se puede dar espontáneamente.
El área de estudio de la termodinámica es el PROCESO ESPONTÁNEO.
Se ve como forma de transferencia de energía a: CALOR Y TRABAJO.
b. La cinética evalua cuanto tiempo
se necesita para que ocurra dicho proceso.
El área de estudio de la cinética es el PROCESO INSTANTÁNEO. - Se basa en 3 leyes o principios:
Es empírica (eperimental)
Se basa en EXPERIENCIAS REFERIDAS AL COMPORTAMIENTO MACRÓSCOPICO DE LA MATERIA.
SISTEMA. TIPOS DE SISTEMA Y LIMITES DEL SISTEMA
SISTEMA: Porción del universo acotada para el estudio.
Presenta características propias como:
PRESION, VOLUMEN, TEMPERATURA Y COMPOSICIÓN.
Sistema + medio= universo
Hay 3 tipos de sistemas:
1. ABIERTOS: Posibilidad de intercambiar materia y energía con el medio
2. CERRADOS: Puede intercambiar energía y no materia con el medio.
3. AISLADOS: No puede intercambiar materia y energía con el medio.
LIMITES DEL SISTEMA: Lineas imaginarias que definen la extensión del sistema y a través de los cuales interaccionan con el medio.
Los límites relacionados con la energía pueden ser:
1. Diatérmicos: Permite el intercambio de energía con el medio. Permite el flujo de calor a través del límite.
2. Adiabáticos: Impiden el intercambio de energía con el medio en forma de calor. Hacen a los SISTEMAS AISLADOS.
DIFERENCIA ENTRE CALOR Y TRABAJO Y SIMILITUDES
CALOR Y TRABAJO:
1.Son formas de variar la energía de un sistema.
2.Son funciones de trayectoria que indican la transferencia de energía.
3.NO SON FUNCIÓN DE ESTADO.
4. Modos de intercambio de energía durante un proceso de un sistema, no es válido solamente en sistemas gaseosos ideales.
DIFERENCIAS:
CALOR:
a. Transferencia de energía que se basa en el movimiento térmico del entorno, es el movimiento desordenado de las moléculas, estimulado cuando un sistema calienta su medio.
b. Los sistemas no tienen calor
c. DEPENDE DE LA MASA
d. Es una propiedad extensiv
e. Forma de energía de tránsito a través del límite de un sistema durante un proceso.
f. Al entregar energía en forma de calor al sistema, se modifica la energía del sistema que se ve reflejada en un cambio de temperatura.
TRABAJO:
a. Transferencia de energía que hace uso del MOVIMIENTO ORGANIZADO, es decir cuando un peso se eleva y desciende los átomos se mueven de forma organizada. Cuando un resorte se comprime los átomos se desplazan en forma organizada.
b. Es el movimiento de un cuerpo contra una fuerza que se opone al movimiento
c. En termodinámica se ve el trabajo de EXPANSIÓN-COMPRESIÓN, relacionado con el cambio de volumen contra una presión externa.
Diferencias entre TEMPERATURA Y CALOR
TEMPERATURA: Propiedad del sistema (propiedad intensiva).
Los sistemas tienen T°, la temperatura del sistema es mayor a la temperatura del medio. El flujo de energía es desde la temperatura del sistema hasta la temperatura del medio.
CALOR: Flujos espontáneos de energía desde mayor a menor energía.
Forma de energía en tránsito a través del límite del sistema durante un dado proceso.
Los sistemas no tienen calor
El calor se calcula en unidades de cal o Joules.
Es una propiedad extensiva.
PROPIEDADES EXTENSIVAS Y PROPIEDADES INTENSIVAS
Propiedades extensivas: Dependen de la cantidad de materia del sistema.
Ejemplos: masa y volumen
La masa, volumen son funciones de estado es decir que no dependen de la trayectoria o proceso seguido por el sistema, solo depende del estado termodinámico actual del sistema sin importar com llego a este.
Caracteriza al sistema en un determinado estado.
SON ADITIVAS
Propiedades intensivas: Propiedades que no dependen de la cantidad de materia, Son independientes de la cantidad de masa.
Ejemplos: Temperatura, presión, densidad.
Importantes para definir el ESTADO DE EQUILIBRIO DE UN SISTEMA FISICOQUIMICO.
EQUILIBRIO ALCANZADO: Valor de variables intensivas es homogéneo en todo el sistema y no varía con el tiempo.
NO SON ADITIVAS.
CAPACIDAD CALORÍFICA. Capacidad calorífica de una sustancia. CALOR ESPECÍFICO DE UNA SUSTANCIA
Es una constante que relaciona calor con el cambio de temperatura.
Se define como la CAPACIDAD QUE TIENE UN SISTEMA DE ALMACENAR ENERGÍA A NIVEL MOLECULAR antes de aumentar la temperatura.
Es dependiente de quién es el sistema.
Por ejemplo: Tenemos una masa de agua y una masa de cobre a una misma temperatura. Se observa que la capacidad calorífica del agua es mayor que la capacidad calorífica del cobre, lo que significa que el agua es capaz de almacenar mayor cantidad de energía antes de aumentar la temperatura.
Por lo que la T° final del agua es más chica que la temperatura final del cobre ya que la capacidad calorífica es mayor.
Capacidad calorífica del agua: 75,3 J/K.mol.
Capacidad calorífica del cobre: 24,4 J/K.mol
CAPACIDAD CALORÍFICA DE UNA SUSTANCIA: Cantidad infinitesimal de calor necesaria para elevar la temperatura de una cantidad dT. Unidades J/K
CAPACIDAD CALORIFICA MOLAR: J/K.mol
Cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 mol de dicha sustancia un grado (J/K.mol).
CALOR ESPECÍFICO DE UNA SUSTANCIA: Cantidad de calor necesaria para elevar 1 gramo de dicha sustancia un grado.
(J/g.K).
