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Entalpía

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.

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)

Fuente