Ciclo de Born-Haber de la energía reticular

Ciclo de Born-Haber de la energía reticular. El ciclo de Born-Haber es otro ejemplo típico de la aplicación de la Ley de Hess. En este caso se utilizan las entalpías de procesos como la fusión, la vaporización, la disociación de enlaces, así como otros calores de reacción tales como las entalpías de formación, las energías de ionización y las afinidades electrónicas para determinar la energía reticular de los compuestos iónicos. Esta corresponde a la entalpía del proceso mediante el cual un sólido iónico cristalino se separa en sus iones en estado gaseoso.

Gracias a la Ley de Hess, podemos determinar esta energía de forma indirecta, valiéndonos del hecho que el cambio de entalpía de la reacción directa en una sola etapa es igual a la suma de las entalpías de cualquier otro conjunto de reacciones que lleve desde el mismo estado inicial hasta el mismo estado final.

Tercera Ley de la Termodinámica

Fue formulado por Walther Nernst en 1904. Tras sus estudios en Zúrich, Berlín y Graz, fundó el Instituto de química física y electroquímica en Göttingen y recibió el Premio Nobel en 1920 en reconocimiento a su trabajo sobre termoquímica.

La tercera ley de la termodinámica establece que:

“En el límite del cero absoluto de temperatura, que nunca se podría alcanzar, la entropía de equilibrio de un sistema tiende hacia una constante que es independiente de todos los demás parámetros intensivos. Esta constante debe tomarse como cero.”

Lo que sucede es que a medida que la temperatura es más cercana a 0 K, los procesos en el sistema se van deteniendo y como la entropía es una medida de la agitación interna, forzosamente desciende.

Conceptos previos

Para comprender el alcance de la tercera ley de la termodinámica, relevante a muy bajas temperaturas, es necesario revisar los siguientes conceptos:

Sistema termodinámico. Generalmente se refiere a un gas, a un líquido o a un sólido. Lo que no sea parte del sistema se denomina entorno. El sistema termodinámico más común es el gas ideal, que consta de N partículas (átomos) que sólo interactúan mediante colisiones elásticas.

Sistemas aislados, cerrados o abiertos. A los sistemas aislados no se les permite intercambio alguno con el entorno. Los sistemas cerrados no intercambian materia con el entorno, pero sí calor. Por último, los sistemas abiertos pueden intercambiar tanto materia como calor con el entorno.

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