Cap 8

TERMOQUÍMICA

ENERGÍA EN LAS REACCIONES QUÍMICAS
En toda reacción química (y en general todo proceso)
existen fenómenos energéticos, hay reacciones que ocurren
con absorción de energía y hay reacciones que ocurren con
liberación de energía
Por ejemplo: la vaporización del agua:
H2O(l)

H2O(g)

Cuando el agua líquida evapora, absorbe energía (el agua
líquida gana energía para vaporizarse)

Losefectos energéticos son estudiados por la termoquímica.
TERMOQUÍMICA: parte de la química que estudia la ganancia o
pérdida de energía en las reacciones químicas y en los procesos
físicos.

Energía
Capacidad de realizar un trabajo o transferir calor.

Tipos de energía: cinética, solar, térmica, química, potencial.
Calor:
Es la transferencia de energía térmica entre dos cuerpos que
están a diferentetemperatura.
Unidades de energía:
1J = 107erg
1cal = 4,18J

Caloria (cal): cantidad de calor necesario para elevar la
temperatura de 1g de agua en un ºC.

Sistema.- porción del universo que se separa para ser estudiada,
todo lo demás se denomina entorno.
Tipos de sistemas:
a) S. abierto
b) S. cerrado
c) S. aislado

2H ( g )  O2( g )  2H 2O(l )  energía

Ecuación Termoquímica
Ecuación químicabalanceada, se indica el estado físico de las
sustancias y la cantidad de calor (ΔHº) involucrada en la reacción
química a 25ºC(298K) y 1atm.

3C( s, grafito)  2Fe2O3( s )  4Fe( s )  3CO2( g )

ΔHº = 467,47kJ

Condiciones estándares
Conjunto de condiciones de temperatura, presión y estado de los
reactivos y productos.
Temperatura

= 298K (25ºC)

Presión

= 1atm

Sustancia

= su forma másestable

•En casi todos los cambio físicos y químicos, ocurren a presión
relativamente constante (el trabajo es mínimo), por lo tanto la
mayor parte de energía adopta la forma de calor.

Entalpía (H)

Calor absorbido o liberado por el sistema a presión constante. Se
mide el cambio de entalpía ΔH.
El cambio de entalpía es igual al calor q, que el sistema gana o
pierde cuando el proceso se lleva acabo apresión constante.
ΔH = qp = H final - H inicial
= H productos - H reactivos

Si:

El subíndice p, indica el
caso a presión constante

ΔH > 0, el sistema absorbe calor de su entorno.
PROCESO ENDOTÉRMICO
ΔH < 0, el sistema liberó calor al entorno.
PROCESO EXOTÉRMICO

REACCIÓN

CAMBIO DE
ENTALPÍA, ∆H

CARACTERÍSTICA

Exotérmica

-

Libera (pierde)
energía

Endotérmica

+

Absorbe (gana)
energíaPara saber si una reacción es exotérmica o endotérmica hay
que calcular su cambio de entalpía (∆H), para ello se hace uso
de las tablas de entalpía de formación.
Entalpía de formación (∆Hºf), es el cambio de entalpía de la
reacción que forma un mol de sustancia en determinado
estado a partir de sus elementos en sus estados estándares.
También se le conoces como calor de formación.

ENTALPÍA DEFORMACIÓN ESTÁNDAR (Hfo) a 25 oC
SUSTANCIA
Hfo
SUSTANCIA
Hfo
(kJ/mol)
(kJ/mol)
CO(g)

-110,5

HBr(g)

-36,4

CO2(g)

-393,5

HI(g)

+26,48

CH4(g)

-74,81

H2O(g)

-241,8

C2H2(g)

+226,7

H 2 O( l )

-285,8

C2H4(g)

+52,26

H2S(g)

-20,63

C2H6(g)

-84,68

NH3(g)

-46,11

C3H8(g)

-103,8

NO(g)

+90,25

C4H10(g)

-125,6

N2O(g)

+82,05

CH3OH( l )

-238,7

NO2(g)

+33,18

C2H5OH( l )

-277,7N2O4(g)

+9,16

HF(g)

-271,1

SO2(g)

-296,8

HCl(g)

-92,31

SO3(g)

-395,7

La entalpía estándar de formación de los elementos en su estado más
estable a 298K es CERO. Las entalpía de formación de C(grafito), Na(s),
Cl2(g), O2(g), Hg( l ), Fe(s), etc es CERO.

Entalpía de una reacción química (ΔHºrxq) LEY DE HESS
El cambio de entalpía para una reacción es el mismo, ya sea que
ésta se efectúe esun paso o en una serie de pasos
ΔHºreacción = Σ(mΔHºfproductos) - Σ(nΔHºfreactivos)
Donde: m y n son los coeficientes estequiométricos de la reacción.

ENERGÍA DE LA RED CRISTALINA

ΔH energía de red = – 411,1 – 107,8 – 121,3 – 495,4 + 348,8 = – 786,8 kJ mol–1

Ejemplo:
¿Cuánto calor se libera cuando 15,0g de etano C2H6(g) (PM=30) se
quema en un sistema a presión constante.

C2 H 6( g )  7 /...