Energía en las Reacciones Químicas
Vamos a ocuparnos en esta oportunidad de la energía que podemos encontrar en las diferentes reacciones químicas
- Principio de la Conservación de la Energía
- Ley de Hess
- Entalpía y Entropía
- Energía de Enlace
- Entropía o función «S» de Clausius
- Energía Libre «G»
Principio de la Conservación de la Energía
La energía no puede ser reproducida o destruida, solamente puede ser transformada o lo que es igual es que la cantidad de energía del Universo es constante.
Considerando este principio y tomando una cierta reacción que libera energía, se puede concluir que la reacción reversa absorbe en su realización la misma cantidad de energía.
Ejemplo: Se H2 (g) + ½ O2 (g)
=> H2O(l) => 6.8,37 Kcal/mol H2O
Entonces: H2O(l) => H2(g) + ½ O2(g) – 68,37 kcal/mol H2O
Reacción:
- EXOTÉRMICA – CALOR LIBERADO
- ENDOTÉRMICA – CALOR ABSORVIDO
Ley de Hess
En una transformación química, la variación de energía depende exclusivamente de los estados inicial y final del sistema, no interesando las etapas intermedias de la transformación.
Entalpía de un Sistema “H”
La entalpía de un sistema puede ser conceptuada como siendo un contenido en energía térmica. Se mide en las transformaciones químicas la variación de entalpía (ΔH)
(ΔH) < 0 reacción exotérmica
(ΔH) > 0 reacción endotérmica
Energía de Enlace
Vamos a considerar un enlace químico (x-y). Para romper este enlace existe necesidad de energía…
Energía :: > (x – y) :: > (x + y) (gases)
La energía necesaria para romper 1 mol de enlace es llamada como energía de enlace cuando se obtienen los átomos aislados en el estado gaseoso.
Ejemplo:
Energía (103 Kcal) :: > H-Cl => H + Cl (gases)
En la práctica representamos por:
HCl + 103 Kcal :: > H + Cl ó
HCl :: > H + Cl – 103 Kcal
La principal práctica es permitir el cálculo de varación de entalpía de reacciones conociéndose las energías de enlaces.
Entropía o función “S” de Clausius
La entropía o función “S” fue introducida en 1850 por Clausius. Es una magnitud termodinámica que mide la organización del sistema. Un sistema organizado presenta baja entropía en tanto que un sistema desorganizado presenta elevada entropía.
La estabilidad de un sistema además de depender de la entalpía, depende de la entropía, verificándose que toda transformación tiende a un estado de mínima entalpía y de máxima entropía.
Energía Libre “G”
El ideal para una transformación química sería lograr disminuir la entalpía y paralelamente aumentar la entropía, lo que no siempre es posible. En esta situación el sistema intenta conseguir la mayor estabilidad posible, o sea, la menor energía libre de Gibbs.
La energía libre de Gibbs representada por G o F, puede ser definida por la reacción:
G = H – TS donde :
G : energía libre de Gibbs
H : entalpia
T : temperatura absoluta
S : entropía
TS : energía de organización
ΔG < 0 – espontanea
ΔG > 0 – no espontanea
ΔG : 0 – equilibrio