La fisicoquímica es el estudio de los principios físicos subyacentes
que gobiernan las propiedades y el comportamiento de sistemas químicos. Un
sistema químico se estudia desde un punto de vista microscópico (se basa en el
concepto de moléculas) o uno macroscópico (estudia propiedades de gran escala
de la materia sin uso explícito del concepto de moléculas).
La fisicoquímica se divide en cuatro áreas: Termodinámica, Química
cuántica, Mecánica estadística y Cinética.
Termodinámica: Es una ciencia macroscópica que estudia las interrelaciones de las
diversas propiedades de equilibrio de un sistema y los cambios en las propiedades
de equilibrios en procesos.
Química cuántica: Estudia la aplicación de la mecánica cuántica
a la estructura atómica, enlaces moleculares o espectroscopia.
Mecánica estadística: Esta permite saber con más detalle el por
qué se cumplen las leyes de la termodinámica, así como calcular propiedades termodinámicas macroscópicas a partir de
propiedades moleculares.
Cinética: Es el estudio de la velocidad de cambios en
procesos como por ejemplo reacciones químicas, difusión y flujo de carga en una
celda electroquímica.
Los principios de la fisicoquímica proporcionan un marco de
referencia para todas las ramas de la química.
Ejemplo.
Los ingenieros químicos predicen la composición de
equilibrio de mezclas de reacciones mediante la termodinámica, recurren a la cinética
para calcular la rapidez de la formación de los productos y aplican principios
de equilibrio de fase termodinámica para diseñar procedimiento de separación tales como la destilación
fraccionaria.