Termodinámica química

Una introducción con un nuevo concepto y numerosos experimentos

Georg Job, Regina Rüffler

• Editorial: Universidad Nacional de Colombia
• Año: 2025
• ISBN del libro electrónico: 9789585058095
• Categoría: Ciencias físicas
• Categoría: Química industrial y técnica

Muchos estudiantes perciben la termodinámica química como una disciplina abstracta y desconectada de la vida cotidiana. Este libro, basado en un enfoque didáctico innovador, busca cambiar esa percepción. Los autores presentan una introducción clara y accesible a las dos magnitudes fundamentales de esta rama de la fisicoquímica: la entropía y, especialmente, el potencial químico. Las consideraciones teóricas se integran con experiencias cotidianas en más de ochenta experimentos demostrativos, muchos de los cuales están disponibles en línea en formato de video. Diseñado principalmente para estudiantes de primer año de universidad, el texto requiere únicamente conocimientos matemáticos básicos, convirtiéndose en una puerta de entrada a esta fascinante área de la química.

Índice

• Cubierta
• Portadilla
• Créditos
• Prefacio
• Contenido
• 1. Introducción y primeros conceptos básicos
• 1.1 Dinámica química
• 1.2 Sustancias y sustancias básicas
• 1.3 Medición y metrización
• 1.4 Cantidad de sustancia
• 1.5 Mezclas homogéneas y heterogenéas, y magnitudes decomposición
• 1.6 Estado físico
• 1.7 Transformación de sustancias
• 2 Energía
• 2.1 Hacia la energía de manera indirecta
• 2.2 Metrización directa de la energía
• 2.3 Conservación de la energía
• 2.4 Energía de un resorte estirado
• 2.5 Presión
• 2.6 Energía de un cuerpo en movimiento
• 2.7 Cantidad de movimiento
• 2.8 Energía de un cuerpo elevado
• 3 Entropía y temperatura
• 3.1 Introducción
• 3.2 Propiedades macroscópicas de la entropía
• 3.3 Interpretación de la entropía a partir de la cinética molecular
• 3.4 Conservación y generación de entropía
• 3.5 Efectos del aumento de la entropía
• 3.6 Transferencia de entropía
• 3.7 Metrización directa de la entropía
• 3.8 Temperatura
• 3.9 Ejemplos de aplicaciones de la entropía
• 3.10 Temperatura como “tensión térmica”
• 3.11 Energía para la generación o adición de entropía
• 3.12 Determinación calorimétrica de la energía
• 3.13 Bombas térmicas y máquinas térmicas
• 3.14 Generación de entropía en la conducción de entropía
• 4 Potencial químico
• 4.1 Introducción
• 4.2 Características fundamentales del potencial químico
• 4.3 Competencia entre sustancias
• 4.4 Estado de referencia y valores de los potenciales químicos
• 4.5 Signo del potencial químico
• 4.6 Aplicaciones en la química y el concepto de “fuerza motrizquímica”
• 4.7 Medición directa de la fuerza motriz química
• 4.8 Metrización indirecta del potencial químico
• 5 Influencia de la temperatura y la presión sobre lastransformaciones de sustancias
• 5.1 Introducción
• 5.2 Dependencia del potencial químico y de la fuerza motriz con latemperatura
• 5.3 Dependencia del potencial químico y de la fuerza motrizquímica con la presión
• 5.4 Dependencia simultánea con la temperatura y la presión
• 5.5 Comportamiento de los gases bajo presión
• 6 Acción de masas y dependencia del potencialquímico con la concentración
• 6.1 El concepto de acción de masas
• 6.2 Dependencia del potencial químico con la concentración
• 6.3 Dependencia de la fuerza motriz con la concentración
• 6.4 La ley de acción de masas
• 6.5 Versiones especiales de la ecuación de acción de masas
• 6.6 Aplicaciones de la ley de acción de masas
• 6.7 Diagramas de potenciales de sustancias disueltas
• 7 Consecuencias de la acción de masas: reaccionesácido-base
• 7.1 Introducción
• 7.2 El concepto ácido-base de acuerdo con BRØNSTED y LOWRY
• 7.3 Potencial protónico
• 7.5 Titulación ácido-base
• 7.6 Tampones
• 7.7 Indicadores ácido-base
• 8 Efectos secundarios de las transformaciones desustancias
• 8.1 Introducción
• 8.2 Demanda de volumen
• 8.3 Cambios de volumen asociados con transformaciones
• 8.4 Demanda de entropía
• 8.5 Cambios de entropía asociados con transformaciones
• 8.6 Conversión de la energía en la transformación de sustancias
• 8.7 Efectos del calor
• 8.8 Medición calorimétrica de la fuerza motriz química
• 9 Relaciones cruzadas
• 9.1 Ecuación principal
• 9.2 Acoplamiento mecánico-térmico
• 9.3 Acoplamiento de magnitudes químicas
• 9.4 Más aplicaciones mecánico-térmicas
• 10 Gases diluidos desde el punto de vista de la cinéticamolecular
• 10.1 Introducción
• 10.2 Ley general de los gases
• 10.3 Interpretación cinético-molecular de la ley general de los gases
• 11 Transición a sustancias con mayor densidad
• 11.1 Ecuación de VAN DER WAALS
• 11.2 Condensación
• 11.3 Temperatura crítica
• 11.4 Curva de presión de ebullición (curva de presión de vapor)
• 11.5 Diagrama de fase completo
• 12 Flujo de sustancias
• 12.1 Introducción
• 12.2 Difusión
• 12.3 Acción de masas indirecta
• 12.4 Ósmosis
• 12.5 Descenso de la presión de vapor
• 12.6 Descenso del punto de congelación y elevación del punto deebullición
• 12.7 Propiedades coligativas y determinación de la masa molar
• 13 Mezclas homogéneas y heterogéneas
• 13.1 Introducción
• 13.2 Potencial químico en mezclas homogéneas
• 13.3 Potencial adicional
• 13.4 Potencial químico de mezclas homogéneas y heterogéneas
• 13.5 Procesos de mezcla
• 13.6 Otras reacciones de fase
• 14 Sistemas de dos componentes
• 14.1 Diagramas de fase binarios
• 14.2 Diagramas de fase líquido-líquido
• 14.3 Diagramas de fase sólido-líquido
• 14.4 Diagramas de fase líquido-vapor
• 15 Fenómenos interfaciales
• 15.2 Efectos superficiales
• 15.3 Adsorción en superficies líquidas
• 15.4 Adsorción en superficies sólidas
• 15.5 Aplicando la adsorción
• Apéndice
• A1 Fundamentos de las matemáticas
• A1.1 Funciones lineales, logarítmicas y exponenciales
• A1.2 Manejo de diferenciales
• A1.3 Funciones antiderivadas e integración
• A1.4 Breve introducción a la estadística y a la teoría de la probabilidad
• A2 Tabla de potenciales químicos
• Índice
• Colofón
• Reseña