¿Qué es la termoquímica?

Qué es la termoquímica.

Termoquímica: Es la parte de la química que estudia las variaciones de energía que se producen en un cambio químico. De su estudio terminaremos conociendo si un cambio  químico es o no espontaneo.

Científicos importantes trabajaron en termoquímica.

Aunque el estudio de los fenómenos térmicos puede remontarse a los sabios griegos que describieron aparatos donde se comprimían aire y vapores, es tradicional asociar el comienzo de la Termodinámica con el primer termómetro, atribuido a Galileo.

En 1641, el Duque de Toscana, fundador de la Academia Florentina de los Experimentos, aprovechando la entonces emergente tecnología de tubos capilares de vidrio, introduce el termómetro de bulbo con alcohol y capilar sellado, prácticamente como los usados hoy, y en esa época ya se empieza a distinguir entre temperatura (estado térmico) y calor (flujo de energía térmica).
A mediados del XVII, el científico inglés Robert Boyle constató que en los gases encerrados a temperatura ambiente el producto de la presión por el volumen permanecía constante, y también que la temperatura de ebullición disminuía con la presión.

Farenheit, un holandés fabricante de instrumentos técnicos, introdujo en 1717 como "puntos fijos" el de congelación de una disolución saturada de sal común en agua, y la temperatura del cuerpo humano, dividiendo en 96 partes iguales esta escala, que ha sido utilizada en los países anglosajones hasta nuestros días (el 96 viene de sucesivas divisiones de la escala de 12 grados, usada en Italia en el Siglo XVII).
En 1740, Celsius propuso los puntos de fusión y ebullición del agua al nivel del mar como puntos fijos y la división en 100 grados, aunque asignó el 100 al punto de hielo y el O al del vapor (fue el botánico y explorador Linneo, tras la muerte de Celsius, quien cambió el orden').
 A finales del Siglo XVII se empezó a utilizar el vapor de agua para mover las bombas de achique de las minas de carbón en Inglaterra. Las primeras máquinas fueron la bomba de Savery (1698) y la de Newcomen (1711).

Durante el Siglo XVIII se asentaron las bases para la utilización de las máquinas de vapor para mover maquinaria industrial y en el transporte marítimo (barcos) y terrestre (locomotoras).En 1769 Watt ideó la separación entre el expansor y el condensador y a partir  entonces se empezó la fabricación a nivel industrial.

Importancia de la energía en las reacciones químicas.

El estudio de la energia en las reacciones químicas es importante ya que dependiendo de los valores de esta energia la reacción será exotérmica o endotérmica.
-Reacciones exotérmicas: Desprenden energía.
-Reacciones endotérmicas: Absorben energía es la reacción en sentido contrario a la exotérmica.
Es importante también estudiar el calor (Q) y el trabajo (W), ambos estan relacionados con la energía pues dependen de la variación de la misma.
-Calor: Mide la variación de energía cuando varía la temperatura y/o se produce un cambio de estado.
-Trabajo: Mide la variación de energía cinética yÇ/o potencial. Para que haya trabajo tiene que haber una fuerza resultante que produzca un desplazamiento.
Estas dos variaciones de energía están relacionadas de la siguiente manera:
La variación de energía interna de un sistema es igual al calor ganado por el sistema mas el trabajo realizado por el sistema. Tanto el calor como el trabajo realizado por el sistema es positivo mientras que el aportado al sistema es negativo.
Estudiamos también la energía y su relacion con las reacciones químicas en el primer principio de la termodinica. "La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma."

Por tanto es importar las variaciones de energía de una reacción para saber si es exotérmica, endotérmica y mas o menos estable.

Relación entre la termoquímica y la economía.

Podemos relacionar la termoquíca con  otros aspectos interesantes del día a día, en este caso lo haremos con la economía. 

Antes de nada debemos tener claro el concepto de economía: Ciencia que estudia la producción y la administración de bienes y servicios.

 En este caso en vez de ser bienes y servicios tenemos productos y reactivos de una reacción química, contando también con la energía.

En cuanto a productividad, en términos económicos siempre se busca la forma de producir mas, a un precio mas barato, para obtener mas beneficios. Por tanto, en nuestro caso necesitaremos una reacción que se realice con un nivel mínimo de energía,o en su defecto escogeremos la reacción que utilice menos energía de activación ya que así será mas rentable.   Hablamos así de buscar reactivos mas baratos y con los que teniendo menos cantidad podamos obtener mas productos.

         Encontramos también relación con el 2º Principio de la Termodinámica que establece una importante limitación a cualquier transformación que utilice calor, trabajo o energía útil y los procesos económicos usan estos caracteres, es decir, los procesos económicos tienen limitaciones debido a que la producción supone una reducción de la energía y un aumento de la entropía del universo. Pero aun así las leyes de la economía sostienen que una vez alcanzado el equilibrio del mercado éste es estable y permanente cuando en realidad,  la entropía tiende a aumentar, es decir que no es estable.

          Esto conlleva a un gran problema económico, que se ve reflejado en la actualidad, un ejemplo claro es la crisis económica que estamos pasando. Pero a pesar de saber que la economía no es estable y que siempre un sistema va a tender al caos, es algo difícil de solucionar debido a que a las grandes productoras no le interesa cambiar sus sistema productivo, y debido a ciertas restricciones puestas por los gobiernos ya que la producción económica no solo afecta al dinero, también está afectando al medio ambiente de lo cual hablaremos mas adelante. 

Relación entre la termoquímica y el medio ambiente.

Para ver esta relación primero debemos saber qué es el medio ambiente. Se llama medio ambiente, entorno o alrededores a todo aquello que no está en el sistema pero que puede influir en  él. Por ejemplo, consideremos una taza con agua, que está siendo calentada por un mechero el sistema sería la taza con agua, entonces el medio ambiente estaría formado por el aire, el mechero, etc.
Un claro ejemplo de esta relación a nivel mundial  es el famoso "cambio climático", el calentamiento global  del que todo el mundo habla en nuestros días y del cual vivimos sus consecuencias.
La temperatura del ambiente varía debido a los cambios químicos de la atmósfera, al haber un incremento de gases de efecto invernadero rompen la capa de ozono lo que conlleva que los rayos perjudiciales del sol lleguen mas fácilmente a la superficie terrestre. Lo cual genera un aumento de la temperatura.  Esto provoca, por ejemplo, enfermedades en la piel. Que al fin y al cabo, son reacciones químicas. Pero sus efectos no solo dañan a los humanos, sino a todo el conjunto de seres vivos e inertes del planeta.

El Co2 es uno de los principales gases de efecto invernadero, por lo que la tala de árboles contribuye al peligro del cambio climático, pero esto también genera un cambio medio ambienta, destruyéndose los ecosistemas propios de muchas especies y lo que en ocasiones conlleva una extinción de ciertos animales y plantas.

Como vemos, la termodinámica tiene una relación directa con cualquier cosa del medio ambiente, ya que la temperatura está siempre presente tanto directamente en los animales y plantas por la temperatura corporal como indirectamente en los seres inertes mediante la temperatura del medio que les rodea. Pues a pesar de ser inertes la temperatura influye en ellos, un claro ejemplo es el del agua, que a bajas temperaturas se congela formando hielo mientras que a temperaturas de  100ºC o superiores se evapora. 

La temperatura también influye en el clima, que como hemos mencionado antes actualmente está cambiando debido al calentamiento global. 

En las grandes ciudades el nivel de contaminación que se observa en el medio ambiente es bastante considerable, en el hay tanto variaciones de temperatura como de entropía por tanto la termoquímica también influye en este factor. Tanta contaminación ambiental se debe tanto a los residuos que expulsas las industrias como los automóviles. En los motores de combustión interna  de los automóviles se aprovecha la energía que se desprende de la combustión de la gasolina. Al quemarse el combustible dentro del cilindro el gas formado genera el movimiento del pistón cuyo movimiento sirve para mover las ruedas del automóvil. Pero desafortunadamente en este proceso gran parte de la energía se desperdicia, tan solo el 20% se convierte en trabajo útil.

 Por estos motivos es importante el estudio de la termoquímica en relación con el medio ambiente, pues cada día que pasa lo contaminamos mas y mas hasta que llegue un punto en el que las catástrofes sean tales que no podamos hacer nada al respecto.


Fuentes: http://www.madrimasd.org/blogs/energiasalternativas/2010/05/14/130862 http://www.ucm.es/info/ec/jec7/pdf/com-13.pdf
ftp://ftp-urgell.upc.es/Quimica/E.Boada/Quimica_pla_grau/Problemes%20Quimica/Chang%20Cap%206%2014%2018.pdf
http://es.scribd.com/doc/62778716/TERMOQUIMICA
http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/usrn/lentiscal/1-cdquimica-tic/HistoriaCiencia/HistoriaBiografiasQ2%C2%BA.pdf
http://www.medioambiente.org/2011/01/energia-solar-termoquimica.html
http://labquimica.wordpress.com/2008/03/15/fundamentos-de-termodinamica-y-termoquimica/