Entalpía

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Entalpía. Es la cantidad de energía de un sistema termodinámico que éste puede intercambiar con su entorno. Por ejemplo, en una reacción química a presión constante, el cambio de entalpía del sistema es el calor absorbido o desprendido en la reacción. En un cambio de fase, por ejemplo de líquido a gas, el cambio de entalpía del sistema es el calor latente, en este caso el de vaporización. En un simple cambio de temperatura, el cambio de entalpía por cada grado de variación corresponde a la capacidad calorífica del sistema a presión constante. El término de entalpía fue acuñado por el físico alemán Rudolf J.E. Clausius en 1850. Matemáticamente, la entalpía H es igual a U + pV, donde U es la energía interna, p es la presión y V es el volumen. H se mide en julios. H = U + pV Cuando un sistema pasa desde unas condiciones iniciales hasta otras finales, se mide el cambio de entalpía ( Δ H). ΔH = Hf – Hi La entalpía recibe diferentes denominaciones según el proceso, así: Entalpía de reacción, entalpía de formación, entalpía de combustión, entalpía de disolución, entalpía de enlace, etc; siendo las más importantes:

Contenido

Entalpía de reacción

Es el calor absorbido o desprendido durante una reacción química, a presión constante.

Entalpía de formación

Es el calor necesario para formar una mol de una sustancia, a presión constante y a partir de los elementos que la constituyen. Ejemplo: H2 (g) + ½ O2 (g) = > H2O + 68.3Kcal Cuando se forma una mol de agua (18 g) a partir de hidrógeno y oxígeno se producen 68.3 Kcal, lo que se denomina entalpía de formación del agua.

Entalpía de combustión

Es el calor liberado, a presión constante, cuando se quema una mol de sustancia. Ejemplo: CH4 (g) + 2O2 (g) => 2CO2 (g) + 2H2O (l) ΔH = -212.8 Kcal Lo que significa que cuando se queman 16 g de metano se desprenden 212.8 Kcal. Estas entalpías se determinan normalmente a 25°C y 1 atm. Para determinar la entalpía estándar de formación de las sustancias, se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones: 1. La entalpía estándar de formación de los elementos puros, libres y tal como se encuentran en su estado natural es cero. Por ejemplo: H2 (g), O2 (g), N2 (g), Cl2 (g), Na (s), etc, tienen ΔHf25° = 0, donde Δ Hf25° es la entalpía estandar de formación. 2. El carbono se presenta a 25°C 1 atm de presión y en el estado sólido, de varias formas: diamante, grafito, antracita, hulla, coke, etc, pero su estado estandar se define para el grafito, o sea ΔHf25° del grafito es igual a cero. 3. El azufre se presenta en dos estados alotrópicos, el rombico y el monocíclico; su entalpía estandar se define para el rombico o sea ΔHf25° del rombico es igual a cero.

Entalpía estándar de una ecuación general

aA+bB cC+dD

Se calcula restando las entalpías estándares de formación de los reactivos de las entalpías estándares de formación de los productos, como se ilustra en la siguiente ecuación:

ΔHr=c(ΔHf°C)+d(ΔHf°D)-a(ΔHf°A)-b(ΔHf°B)

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