Presentación de termoquímica, usos y aplicaciones en la industria

Instituto Tecnológico del Estado de Durango

Educación a Distancia

Ingeniería Industrial

Termoquímica, usos y aplicaciones en el ámbito industrial.

Unidad 5

Grupo: 1C Tutor: Ing. Luis Héctor Rios Arreola Asesor: Ing. Fabiola Margarita Salazar Muñoz Nombre y número de control del alumno: Deysi Guadalupe Jiménez Contreras 21041702

Unidad: Canatlán Dgo.

28 Marzo 2022

Termoquímica

La Termoquímica es la aplicación de la Termodinámica al estudio de la química. Estudia los intercambios de energía que acompañan a las reacciones químicas. También es un hecho experimental que en toda reacción química hay una variación de energía, manifestada normalmente por la emisión o absorción de calor.

Usos

Esencial para el estudio de nuevos productos químicos, como tintes, aceites, grasas entre otros.

Aplicaciones

La termoquímica tiene múltiples aplicaciones, a continuación se mencionarán algunas de estas:

• Determinación de los cambios de energía en determinadas reacciones mediante el uso de la calorimetría (medición de los cambios de calor en ciertos sistemas aislados).
• Deducción de los cambios de entalpía en un sistema, aun cuando estos no puedan conocerse por una medición directa.
• Análisis de las transferencias de calor producidas experimentalmente cuando se forman compuestos organometálicos con metales de transición.
• Estudio de las transformaciones de energía (en forma de calor) dadas en compuestos de coordinación de poliaminas con metales.
• Determinación de las entalpías del enlace metal-oxígeno de β-dicetonas y β-dicetonatos unidos a metales.
• Así como en las aplicaciones anteriores, la termoquímica se puede emplear para determinar una gran cantidad de parámetros asociados a otros tipos de energía o funciones de estado, que son las que definen el estado de un sistema en un momento determinado.
• La termoquímica también es utilizada en el estudio de numerosas propiedades de compuestos, como en la calorimetría de titulación.

Ejemplos:

• Turbinas de potencia:

Son turbinas fijas que se utilizan para:Producción de electricidad (Empresas públicas o privadas).Mover bombas y/o compresores (Industria Petrolera).Características: el vapor de la turbina se expande hasta la presión atmosférica para obtener la mayor cantidad de potencia.

• En la industria láctea la transferencia de calor se utiliza en la pasteurización y en la fabricación de quesos y mantequilla.

Turbina de potencia

Pasteurización en la fabricación de quesos y mantequilla.

Se encarga de explicar tanto fenómenos biológicos como de laboratorio. A modo de ejemplo, puede aplicarse para conocer la energía que «consumen» determinados seres vivos, haciendo uso de fórmulas químicas que describen reacciones características de estos. Otra aplicación directa es conocer la cantidad de energía calórica que se libera al desencadenar la reacción química de un Termogel, dado por los efectos de la sobresaturación.

Imágenes como la que se muestra a continuación, nos da la clara idea que hay reacciones que liberan calor al entorno.

La ecuación termoquímica debe contener: • Las fórmulas de las sustancias involucradas. • Los coeficientes estequiométricos. • El estado físico de cada sustancia (sólido, líquido, gaseoso, acuoso). • La temperatura y la presión. • El calor involucrado en el proceso

Primera Ley de termoquímica o Ley de Lavoisier-Laplace

“el calor necesario para descomponer una sustancia en sus elementos es igual, pero de sentido contrario, al que se necesita para volver a formarla”.

Ley de Hess (Segunda Ley de termoquímica)

En termodinámica, la ley de Hess, propuesta por Germain Henri Hess en 1840, establece que: «si una serie de reactivos reaccionan para dar una serie de productos, el calor de reacción liberado o absorbido es independiente de si la reacción se lleva a cabo en una, dos o más etapas», esto es, que los cambios de entalpía Son aditivos: ΔHneta = ΣΔHr.

Una repesentación de la Ley de Hess.

Entalpías de combustión

Son los calores generados cuando se queman hidrocarburos (que contienen C e H) en presencia de O2 (g) para dar CO2 (g) y H2O (l), y la combustión es completa. Ejemplo : C3H8 (g) + 5O2 (g) → 3CO2 (g) + 4H2O (l)

Una repesentación de entalpías de combustión

Entalpías (energías) de enlace

Si a las sustancias que componen el sistema (o a la sustancia) se le “rompen” varias (o todas) las uniones habrá un ∆E significativo y por ende un ∆H también significativo. En ocasiones se desea obtener una estimación de la entalpía para una reacción en la que el valor de ∆H°f para un reactivo o producto no se conoce ni puede hallarse. ¿Cómo se soluciona el problema? Se acude a las energías de enlace.

Una repesentación de entalpía de enlace

Conclusión

Para concluir, realizar esta presentación es de suma importancia ya que se conoce el uso que tiene la termoquímica en las industrias y el funcionamiento de la misma.

¡Eureka!

¡Muchas gracias!