CALOR DE REACCION

Introducción

Una gran cantidad de las industrias químicas utilizan ampliamente la transferencia de calor en sus procesos. Si bien es cierto que la Termoquímica establece las bases teóricas del manejo del calor como una forma de la energía en las reacciones químicas, desde el punto de vista experimental, la calorimetría nos permite saber calor como una forma de la energía absorbida o desprendida está presente en una reacción, lo cual resulta de particular importancia. Determinar esta energía absorbida o desprendida en una reacción es posible bajo dos condiciones termodinámicas; ya sea a presión constante, o a volumen constante. Para determinar en un calorímetro, la energía absorbida o desprendida de una reacción como es el caso particular del calor de descomposición del peróxido de hidrógeno, es conveniente primero que todo, plantear una ecuación del balance general de calor en el sistema.

Calor de reacción es la cantidad de calor liberada o absorbida en una reacción química. La mayoría de las reacciones químicas se producen a presión constante, donde el cambio de entalpia es igual al calor (ΔH = qp°). La reacción es exotérmica cuando se desprende calor del sistema al entorno (q < 0) por tanto la reacción es endotérmica si se absorbe calor y el calor de reacción es positivo ( q> 0).

Calor de Reacción

El calor de reacción: es el cambio de energía que se presenta del rompimiento o formación de enlaces químicos. El calor de reacción se expresa generalmente en términos de calorías o kilocalorías (Kcal). Actualmente también se utiliza el joule (J) como medida de energía cuando se habla de cambios químicos. El calor de reacción puede recibir diferentes nombres según el tipo de cambio que se produce en la reacción. Puede nombrarse entonces como: calor de formación, calor de combustión, calor de neutralización, etc.

• Reacciones exotérmicas y reacciones endotérmicas: Durante las reacciones químicas puede producirse absorción o liberación de energía. Esto indica que tanto los reaccionantes como los productos contienen calor que es característico de su masa. El contenido de calor es una medida de la energía que está acumulada por una sustancia durante su formación.

• Reacciones endotérmicas: son aquellas reacciones que absorben calor, lo que significa que la energía de las moléculas de los productos (EP) es mayor que la energía de las moléculas de los reaccionantes (ER). La reacción para obtener N2O es un proceso endotérmico que requiere calor para unir al nitrógeno y el oxígeno, la cantidad de calor se representa en Kcal.

2N2(g) + O2(g) + 39 Kcal 2N2O(g)

• Reacciones exotérmicas: son aquellas reacciones donde se libera calor, esto significa que la energía de las moléculas de los productos (EP) es menor que la energía de las moléculas de los reaccionantes (ER).

La combustión del metano es una reacción de tipo exotérmico:

CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) + 213 Kcal.

Energía calorífica y temperatura

Si una muestra de agua a una temperatura conocida (Temperatura inicial = Ti) se calienta durante un cierto tiempo, se observa un incremento de su temperatura. Al medir la nueva temperatura se obtiene la Temperatura final (Tf), la variación de la temperatura en la muestra se calcula restando la Tf menos la Ti y el resultado se denomina T.

La temperatura representa una medida de intensidad de calor, pero no es una medida de energía calorífica, pues la energía calorífica se expresa en calorías. 1 caloría es la cantidad de calor que absorbe 1 g de agua para elevar su temperatura de 14,5ºC a 15,5 ºC .Así, el Calor: es la transferencia de energía entre dos sistemas a diferentes temperaturas. Al igual que el agua cada sustancia tiene una capacidad determinada para absorber calor, es decir tiene una capacidad calorífica propia. Capacidad calorífica: es la cantidad de calor que se requiere para elevar a 1ºC la temperatura de 1 mol de sustancia.

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