Termoquímica

Resumen química
I) Entalpia: energía interna que ocurre a una cierta temperatura y volumen
H = U + pV
 H es entalpía, U es energía interna, p es presión y V volumen. Sin embargo, como estamos en presencia de una variación , se tiene:
∆H = ∆U + ∆pV
También es posible conocer las entalpías de elementos y deiones (cationes y aniones). Los valores anteriores se conocen como entalpía de formación y se miden por mol de entidad a una temperatura de 25°C. Es decir, es la energía que se produce cuando se forman dichas entidades
∆H reacción = Σ ∆Hp - Σ ∆Hr
• Si Σ ∆Hp > Σ ∆Hr el ∆ reacción es positivo, es decir ∆H > 0
• Cuando la variación de entalpia ∆H es positiva la reacción es endotérmica.
• Si Σ ∆Hp <Σ ∆Hr el ∆ reacción es negativo, es decir ∆H < 0
• Cuando la variación de entalpia ∆H es negativa la reacción es exotérmica
1) Entalpía estándar de la reacción: Es el incremento entálpico de una reacción en la cual, tanto reactivos como productos están en condiciones estándar (p = 1 atm; T = 298 K = 25 ºC; conc. = 1 M).
• Se expresa como DH0 y como se mide en J o kJ depende de cómo se ajustela reacción.
• Así, DH0 de la reacción “2 H2 + O2 ® 2 H2O” es el doble del de “H2 + ½ O2 ® H2O”.
DH0 = H0productos – H0reactivos
2) Ecuaciones termoquímicas: Expresan tanto los reactivos como los productos indicando entre paréntesis su estado físico, y a continuación la variación energética expresada como DH (habitualmente como DH0).
• Ejemplos:
CH4(g) + 2 O2(g) ® CO2(g) + 2 H2O(l); DH0 =–890 kJ

H2(g) + ½ O2(g) ¾® H2O(g); DH0 = –241’4 kJ
• DH depende del número de moles que se forman o producen. Por tanto, si se ajusta poniendo coeficientes dobles, habrá que multiplicar DH0 por 2:
• 2 H2(g) + O2(g) ¾® 2 H2O(g) ; DH0 = 2• (–241’4 kJ)
• Con frecuencia, suelen usarse coeficientes fraccionarios para ajustar las ecuaciones:
• H2(g) + ½ O2(g) ¾® H2O(g) ; DH0 = –241’4 kJ3) Entalpía estándar de formación (calor de formación): Es el incremento entálpico (DH) que se produce en la reacción de formación de un mol de un determinado compuesto a partir de los elementos en estado físico normal (en condiciones estándar).
• Se expresa como DHf0. Se trata de un “calor molar”, es decir, el cociente entre DH0 y el número de moles formados de producto.
• Por tanto, se mideen kJ/mol.
• Ejemplos:
C(s) + O2(g) ¾® CO2(g) DHf 0 = – 393’13 kJ/mol
H2(g) + ½ O2(g) ® H2O(l) DHf0 = – 285’8 kJ/mol
4) Ley de Hess:
• DH en una reacción química es constante con independencia de que la reacción se produzca en una o más etapas.
• Recuerda que H es función de estado.
• Por tanto, si una ecuación química se puede expresar como combinación lineal de otras, podremosigualmente calcular DH de la reacción global combinando los DH de cada una de las reacciones.

Ej: La reacción de síntesis del acetileno, C2H2, es :
2 C(grafito) + H2(g) = C2H2(g) Calcula su variación de entalpía a partir de las siguientes ecuaciones:
a) C(grafito) + O2(g) = CO2(g) ; Ha= -393,5 kJ
b) H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ; Hb=-285,8 kJ
c) 2 C2H2(g) + 5 O2(g) = 4 CO2(g) + 2 H2O(l) ;Hc=-2598,8 kJ
Necesitamos obtener una ecuación que contenga sólo C y H2 en el primer miembro y C2H2 en el segundo, por lo que es preciso eliminar O2, CO2 y H2O. Dicha ecuación puede obtenerse a partir del algoritmo: 2•a + b - 1/2•c
Llevamos a cabo las operaciones indicadas y sumamos las ecuaciones intermedias y sus entalpías:
2 C(grafito) + 2 O2(g) = 2 CO2(g)
H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l)
2 CO2(g) +H2O(l) = C2H2(g) + 5/2 O2(g)
2 C (grafito) + H2 (g) = C2H2 (g)
La variación de entalpía de la reacción es
H = 2•Ha + Hb - 1/2•Hc = 226,6 kJ
5) Energía de enlace: “Es la energía necesaria para romper un enlace de un mol de sustancia en estado gaseoso”
• En el caso de moléculas diatómicas es igual que la energía de disociación:
• A—B(g) ¾® A(g) + B(g) DHdis = Eenlace= Ee
•...