Termodinámica química

1 Introducción y primeros conceptos básicos — página 1
1.1 Dinámica química — página 1
1.2 Sustancias y sustancias básicas — página 3
1.3 Medición y metrización — página 8
1.4 Cantidad de sustancia — página 14
1.5 Mezclas homogéneas y heterogéneas, y magnitudes de composición — página 16
1.6 Estado físico — página 18
1.7 Transformación de sustancias — página 25

2 Energía — página 30
2.1 Hacia la energía de manera indirecta — página 30
2.2 Metrización directa de la energía — página 32
2.3 Conservación de la energía — página 36
2.4 Energía de un resorte estirado — página 38
2.5 Presión — página 40
2.6 Energía de un cuerpo en movimiento — página 42
2.7 Cantidad de movimiento — página 43
2.8 Energía de un cuerpo elevado — página 46

3 Entropía y temperatura — página 47
3.1 Introducción — página 47
3.2 Propiedades macroscópicas de la entropía — página 48
3.3 Interpretación de la entropía a partir de la cinética molecular — página 52
3.4 Conservación y generación de entropía — página 53
3.5 Efectos del aumento de la entropía — página 56
3.6 Transferencia de entropía — página 59
3.7 Metrización directa de la entropía — página 63
3.8 Temperatura — página 65
3.9 Ejemplos de aplicaciones de la entropía — página 68
3.10 Temperatura como “tensión térmica” — página 74
3.11 Energía para la generación o adición de entropía — página 75
3.12 Determinación calorimétrica de la energía — página 80
3.13 Bombas térmicas y máquinas térmicas — página 82
3.14 Generación de entropía en la conducción de entropía — página 86

4 Potencial químico — página 90
4.1 Introducción — página 90
4.2 Características fundamentales del potencial químico — página 92
4.3 Competencia entre sustancias — página 94
4.4 Estado de referencia y valores de los potenciales químicos — página 96
4.5 Signo del potencial químico — página 101
4.6 Aplicaciones en la química y el concepto de “fuerza motriz química” — página 104
4.7 Medición directa de la fuerza motriz química — página 113
4.8 Metrización indirecta del potencial químico — página 118

5 Influencia de la temperatura y la presión sobre las transformaciones de sustancias — página 123
5.1 Introducción — página 123
5.2 Dependencia del potencial químico y de la fuerza motriz con la temperatura — página 123
5.3 Dependencia del potencial químico y de la fuerza motriz con la presión — página 134
5.4 Dependencia simultánea con la temperatura y la presión — página 138
5.5 Comportamiento de los gases bajo presión — página 141

6 Acción de masas y dependencia del potencial químico con la concentración — página 146
6.1 El concepto de acción de masas — página 146
6.2 Dependencia del potencial químico con la concentración — página 147
6.3 Dependencia de la fuerza motriz con la concentración — página 151
6.4 La ley de acción de masas — página 158
6.5 Versiones especiales de la ecuación de acción de masas — página 162
6.6 Aplicaciones de la ley de acción de masas — página 164
6.7 Diagramas de potenciales de sustancias disueltas — página 173

7 Consecuencias de la acción de masas: reacciones ácido-base — página 177
7.1 Introducción — página 177
7.2 El concepto ácido-base de acuerdo a BRØNSTED y LOWRY — página 178
7.3 Potencial protónico — página 179
7.4 Ecuación de nivel y ecuación de protonación — página 189
7.5 Titulación ácido-base — página 194
7.6 Tampones — página 198
7.7 Indicadores ácido-base — página 203

8 Efectos secundarios de las transformaciones de sustancias — página 206
8.1 Introducción — página 206
8.2 Demanda de volumen — página 207
8.3 Cambios de volumen asociados con transformaciones — página 213
8.4 Demanda de entropía — página 214
8.5 Cambios de entropía asociados con transformaciones — página 218
8.6 Conversión de la energía en la transformación de sustancias — página 220
8.7 Efectos del calor — página 224
8.8 Medición calorimétrica de la fuerza motriz química — página 231

9 Relaciones cruzadas — página 235
9.1 Ecuación principal — página 235
9.2 Acoplamiento mecánico-térmico — página 241
9.3 Acoplamiento de magnitudes químicas — página 244
9.4 Más aplicaciones mecánico-térmicas — página 252

10 Gases diluidos desde el punto de vista de la cinética molecular — página 257
10.1 Introducción — página 257
10.2 Ley general de los gases — página 258
10.3 Interpretación cinético-molecular de la ley general de los gases — página 262
10.4 Ecuación de excitación y distribución de velocidades — página 268
10.5 Fórmula barométrica y distribución de BOLTZMANN — página 276

11 Transición a sustancias con mayor densidad — página 279
11.1 Ecuación de VAN DER WAALS — página 279
11.2 Condensación — página 283
11.3 Temperatura crítica — página 286
11.4 Curva de presión de ebullición (curva de presión de vapor) — página 287
11.5 Diagrama de fase completo — página 291

12 Flujo de sustancias — página 297
12.1 Introducción — página 297
12.2 Difusión — página 299
12.3 Acción de masas indirecta — página 302
12.4 Ósmosis — página 304
12.5 Descenso de la presión de vapor — página 311
12.6 Descenso del punto de congelación y elevación del punto de ebullición — página 313
12.7 Propiedades coligativas y determinación de la masa molar — página 316

13 Mezclas homogéneas y heterogéneas — página 318
13.1 Introducción — página 318
13.2 Potencial químico en mezclas homogéneas — página 320
13.3 Potencial adicional — página 325
13.4 Potencial químico de mezclas homogéneas y heterogéneas — página 326
13.5 Procesos de mezcla — página 331
13.6 Otras reacciones de fase — página 335

14 Sistemas de dos componentes — página 338
14.1 Diagramas de fase binarios — página 338
14.2 Diagramas de fase líquido-líquido — página 339
14.3 Diagramas de fase sólido-líquido — página 342
14.4 Diagramas de fase líquido-vapor — página 350

15 Fenómenos interfaciales — página 361
15.1 Tensión superficial y energía superficial — página 361
15.2 Efectos superficiales — página 365
15.3 Adsorción en superficies líquidas — página 369
15.4 Adsorción en superficies sólidas — página 371

Apéndice — página 379
A1 Fundamentos de las matemáticas — página 379
A2 Tabla de potenciales químicos — página 393

Índice — página 407