Entalpia y Ley de Hess

Se define la entalpía de un sistema como:

H=U + PV

La entalpía es función de estado. Así, consiguien temente:

Qp = H2 - H

Es decir:

Qp = AH

Consideremos una reacción química general: Reactivos — → Productos. Pueden producirse los dos casos siguientes:

Hproductos > HReactivos

> AH > 0

En este caso, se dice que la reacción es endotér mica. En la figura 27.8 se muestra el diagrama

"H>0

Hp

Figura 27.9

Escaneado con CamScanner

entálpico correspondiente a una reacción endotér mica.

AHX = E(npAH;) – E(nxAH)

siendo nlp y np, respectivamente, los moles d productos y de los reactivos.

H productos < HReactivos

AH<0

LEY DE HESS

En este caso, se dice que la reacción es exotér- mica. En la figura 27.9 se muestra el diagra ma entálpico correspondiente a una reacción exotérmica. Si en el proceso intervienen gases, se tiene:

Qp=AU + PAV=AU + AnRT

Como que la entalpía es una función de estado, las variaciones de entalpía tan sólo dependen de los estados inicial y final y, por este motivo, los calore de reacción, que se acostumbran a medir a presión constante y, por tanto, coinciden con las variacio nes de entalpía de los procesos correspondientes. también lo son. La ley de Hess se enuncia del modo siguiente: Cuando una reacción química se puede expresar como la suma algebraica de dos o más reacciones, el calor de reacción de la primera es igual a la suma algebraica de los calores de re acción de las reacciones parciales. Así, por ejem plo, el dióxido de carbono se puede obtener direc tamente por combustión del carbono o bien en dos etapas, tal como indican las siguientes reacciones:

Es decir:

Op= Qv + AnRT

siendo:

An = np-np.

a) C(s) + O2(g) → CO2(g)

AH, = -94 kcal/mol

Si An = 0 =

QP = OV

b)C(0) + 102(8) → COE)

AH= -26,36 kcal/mol

c) C09+ 02) ► 0024)

AHz = -67,64 kcal/mol

Para tener valores absolutos de la entalpía se ne cesita tomar un valor de referencia. Por conve nio, se toma H = 0 para la entalpía de los elemen tos químicos en su forma más estable a 25 °C y una atmósfera de presión. Entalpía estándar de formación es la variación de entalpía necesaria para obtener un mol de un compuesto en su esta do estándar, a partir de los elementos correspon dientes tomados en su estado estándar. Se repre Senta por ΔΗ.

Una vez conocidas las entalpías estándar de formación de los compuestos correspondientes ya se puede determinar la variación de entalpía estándar de una reacción cualquiera mediante la expresión:

Evidentemente se verifica que:

AH, = AH2 + AH;

ya que –94 = (-26,36) + (-67,64).

386

Escaneado con CamScanner

TERMOQUÍMICA

O sea:

EJERCICIO

mular la entalpía de formación del acetileno a partir de las reacciones siguientes:

AH9 = 1,322 kJ - 1,072 kJ = 0,260 kJ = 260 J

ENERGÍA DE ENLACE

CHx8+026) 2 C0268 + H20,

...