Calor De Reacción

La Termoquímica estudia los efectos térmicos que acompañan a las reacciones químicas, la formación de soluciones y los cambios físicos como la fusión o la evaporización. Los cambios fisicoquímicos se clasifican como endotérmicos acompañados por la absorción de calor y exotérmicos, acompañados por desprendimiento de calor. De igual forma que toda transferencia de calor, el calor de una reacción química depende de la condición en que se lleva a cabo el proceso.

Existen dos condiciones particulares en que se desarrollan los procesos, en donde los calores de reacción son iguales a cambios en funciones termodinámicas.

Termoquímica: La primera corresponde a procesos a volumen constante, en donde ningún trabajo se realiza sobre el sistema, obteniéndose a partir de la primera ley de la termodinámica: Q_v= ∆E

Lo que significa que el calor de una reacción medido a volumen constante es exactamente igual al cambio de energía del sistema reaccionante.

La segunda corresponde a los procesos a presión constante como los efectuados en sistemas abiertos a la atmósfera, para los cuales: Q_p= ∆H

Lo que significa que el calor de reacción medido a presión constante es igual al cambio de entalpía del sistema de reacción.

Es necesario emplear datos obtenidos con bombas calorimétricas, en las cuales se obtiene el cambio de energía (∆E) y corregirla para calcular (∆H).

Primera Ley de Termodinámica: La primera ley de termodinámica también se conoce como el principio de conservación de la energía para la termodinámica. Este Ley f ue propuesta por Antoine Lavoisier y establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna.

Entalpía: Antes que todo es indispensable entender el concepto de entalpía. Esta se define como la suma de la energía interna de un sistema y la presión por el volumen del sistema. Dada por la ecuación: H=E+PV

Donde: H= Entalpía, E= Energía interna, P= Presión y V= Volumen. Dado que E y PV tienen unidades de energía, la entalpía también las tiene. Además E, P y V son funciones de estado, lo que quiere decir que dependen solo de los estados inicial y final. Por lo tanto La entalpía (H) también será función de estado. El cambio de entalpía (ΔH) dependerá solamente de los estados inicial y final.

Para cualquier proceso, el cambio de entalpía será dado por:

∆H= ∆E+ ∆(PV)

Si la presión se mantiene constante será:

∆H= ∆E+P∆V

Entalpía de Reacción: Está dada por la formula:

∆H=H_productos- H_reactivos

Es decir, la entalpía de reacción será La diferencia entre las entalpías de los productos y las entalpías de los reactivos. Esta, puede ser positiva o negativa. Si es positiva quiere decir que ha ganado energía (calor) de los alrededores, por lo tanto será una reacción endotérmica. Mientras que si la entalpía de reacción es negativa, quiere decir que ha perdido energía (calor) y será una reacción exotérmica.

Entalpía de Formación: Se sabe que ΔH se calcula si se conocen las entalpías reales de todos los reactivos y productos. Sin embargo, no es posible medir el valor absoluto de entalpía de una sustancia. Solo se determinan valores relativos con respecto a una referencia arbitraria. Este punto de referencia es conocido como entalpía estándar de formación ( ΔHºf ). Se dice que las sustancias están en el estado estándar a 1 atm. Por convenio, la entalpía estándar de formación de cualquier elemento en su forma más estable es cero. La entalpia estándar de formación de un compuesto es: "el cambio de calor relacionado cuando se forma un mol de compuesto a partir de sus elementos a 1atm". Es importante saber que aunque el estado estándar no indica una temperatura, por lo general se utilizan los valores de ΔHºf a 25ºC (298.15 K).

Ley de Hess La ley de Hess establece que “si una serie de reactivos (por ej. A y B) reaccionan para dar una serie de productos (por ej. C y D), la cantidad de calor involucrado (liberado o absorbido), es siempre la misma, independientemente

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