Termoquímica – Entalpías
A esta energía que queda almacenada en las sustancias, sometida a una presión constante, damos el nombre de entalpía y para representarla utilizamos la letra “H” mayúscula.
Ya vimos en una reacción de calor (energía) de cada substancia es transformado, siendo liberado (reacción exotérmica) o absorbido (reacción endotérmica). En el primer caso, como vivimos cuando vimos Calor de reacción, la entalpía de los reactivos será mayor que la de los productos y en el segundo caso la entalpía de los productos será mayor que la de los reactivos. Siendo así, podemos decir que durante la reacción hubo una variación de entalpía. Esta variación se representa como “ΔH”.
Entalpia de solución de una substancia
Es la variación de entalpía que sucede durante la disolución de un mol de una sustancia dada en una determinada cantidad de solvente, originando una concentración específica, generalmente dilución infinita.
En una solución infinitamente diluida la adición de más solvente no provoca efecto térmico apreciable. Datos para el H2SO4.
Número de moles de H2O
Calor de solución en Kcal/mol a 25ºC
Entalpía de Neutralización
Es la variación de entalpía que sucede durante la neutralización de un mol de iones H1+ con un mol de iones OH1-, ambos en soluciones diluidas.
Para reacciones entre ácidos y bases fuertes el calor es constante, debido al hecho de la reacción ser siempre la misma.
En neutralizaciones involucrando la base, el ácido o ambos débiles, el valor referente a la neutralización será menor. Esto sucede porque parte de la energía es necesaria para disociar una fracción de las moléculas.
Energía de enlace
Energía necesaria para la rotura de un mol de enlaces entre un dado par de átomos, en estado gaseoso.
En moléculas como O2 y N2, en que suceden respectivamente enlaces dobles y triples. El valor de ΔH obtenido se refiere al calor necesario para romper un mol de enlaces dobles y triples, respectivamente.
En moléculas como el CH4 que presenta 4 enlaces simples iguales, se divide el valor del calor gastado para romper todos los enlaces de un mol de moléculas y se obtiene el valor relativo a un mol de enlaces C – H.
Entropía
Entropía es una grandeza termodinámica relacionada con el grado de desorden de los sistemas. Cuanto mayor la entropía mayor el desorden del sistema.
Cuanto mayor el nivel de desorden de un sistema, mayor será la cantidad de energía que no lograremos transformar en trabajo. Este dato nos llevará a la conclusión que no toda energía puede transformarse en trabajo, pues parte de ella se pierde en el pasar del proceso.
Veamos algunos ejemplos:
Ejemplo 1:
Dadas las variaciones de entalpía de formación para las substancias:
Calcule la entalpía de la reacción de combustión del metano.
Ejemplo 2:
Por energía de enlace se entiende la variación de entalpía ΔH, necesaria para romper un mol de un dado enlace. Ese proceso es siempre endotérmico, ΔH > 0. Entonces, en el proceso representado por la ecuación:
Son rotos 4 moles de enlaces C – H, siendo la energía de enlace, por tanto, 416 KJ/mol.
Sabiendo del proceso que:
Son rotos enlaces C – C y C – H, cual es el valor de la energía de enlace C – C?
El C2H6 posee 6 enlaces C – H y un enlace C – C.
ΔH = (energía de rotura de los enlaces C – H) + (energía de rotura de enlace C – C)
Como el ΔH de la reacción es conocido y la energía de la rotura de un enlace C – H…
