Entalpía De Una Reacción Química Labo 2 De Fiqui

Entalpía de una reacción química
1. OBJETIVO
Determinar experimentalmente el calor de una reacción química; así haciendo uso de un calorímetro de hielo para poder luego calcular la efectividad de esta experiencia recurriendo a cálculos teóricos relacionados con la entalpía.

2. FUNDAMENTO TEORICO
ENTALPIA DE UNA REACCION
La entalpía se define por la expresión: H = U + pV. En reacciones con fasescondensadas (sólidos y líquidos) los cambios de presión que puedan experimentar son mínimos. Es por ello que se considera el término pV negligible, y mucho más su variación. Por lo tanto, el término se anulará y se tiene que:

Sin embargo, si en la reacción participan fases compresibles (gases), el término pV sufrirá un importante incremento. Considerando que estos gases se comportan idealmente,se cumplirá la ecuación de estado y resulta que:

Considerando ahora una reacción general, del tipo:
aA + bB cC + dD
el cambio de entalpía asociado vendrá dado por la diferencia entre los estados final e inicial, es decir, entre los productos y los reactivos:

Teniendo en cuenta los coeficientes estequiométricos, se puede descomponer como:



Atendiendo ahora a los coeficientes a, b, c y d querigen la estequiometría de reacción, conocidos como coeficientes estequiométricos y que se designan por, es posible reescribir la expresión obtenida anteriormente, resultando:

Aquí surge un problema. No es posible calcular H ni U pero se, y tan sólo es posible conocer sus incrementos. Una forma de solucionar este problema de falta de escalas absolutas para estas dos magnitudes es definir un estadode referencia, llamado entalpía estándar () a partir del cual se comparan los procesos. Este estado estándar es a P = 1 bar, en una temperatura a determinar (usualmente, 298.15 K) y en condiciones de idealidad para gases. Estas entalpías, en el estado estándar se tabulan y, por lo tanto, se puede dar una primera expresión para la variación de entalpía de la reacción. Considerando cada con el signoque le toca por ser producto o reactivo, se puede decir que:
,
que corresponde al calor que se desprende cuando los reactivos, en estado puro, separados y en condiciones estándar, se transforman en sus productos puros, separados y en condiciones estándar.
No obstante, aún es posible intentar hallar una expresión más sencilla para calcular a partir de datos experimentales la variación de entalpíaasociada a una reacción.
Se define la entalpía de formación de un compuesto como el cambio de energía (es un incremento) que acompaña a la formación de un mol de una especie química a partir de sus elementos constitutivos separados, en condiciones estándar, y viene designada por . Es obvio el extendido uso de esta magnitud, ya que es mucho más fácil tabular entalpías de formación que entalpías dereacción: existen muchas menos especies químicas que posibles combinaciones entre ellas.
NOTA: La entalpía de formación de un elemento solo es 0, puesto que no existe variación alguna de la entalpía.
Para deducir esta fórmula se plantea un ciclo termodinámico con tres pasos:
(1): Cambio de entalpía de unos reactivos a sus elementos.
(2): Cambio de entalpía de los elementos constitutivos de losreactivos a los productos (las especies reaccionarán, pero los átomos seguirán siendo los mismos)
(3): Paso de productos a reactivos.

(1) es obviamente una entalpía de formación, pero en vez de formarse una especie a partir de sus elementos constitutivos se descompone en ellos. Así pues, esto se explicita como la entalpía de formación con el signo contrario al que le tocaría, ya que va al revés:

(2)se trata de una entalpía de formación en estado estándar, ya que de unos elementos pasamos a unos compuestos. Por lo tanto, su expresión será:

(3), en último lugar, es precisamente lo que estamos buscando: La variación de entropía en una reacción química. No obstante, como para cerrar el ciclo va de productos a reactivos en vez de lo contrario, la consideraremos cambiada de signo:

Ya sólo nos...