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La Entalpía es la cantidad de energía de un sistema termodinámico que éste puede intercambiar con su entorno. Por ejemplo, en una reacción química a presión constante, el cambio de entalpía del sistema es el calor absorbido o desprendido en la reacción. En un cambio de fase, por ejemplo de líquido a gas, el cambio de entalpía del sistema es el calor latente, en este casoel de vaporización. En un simple cambio de temperatura, el cambio de entalpía por cada grado de variación corresponde a la capacidad calorífica del sistema a presión constante. El término de entalpía fue acuñado por el físico alemán Rudolf J.E. Clausius en 1850. Matemáticamente, la entalpía H es igual a U + pV, donde U es la energía interna, p es la presión y V es el volumen. H se mide en julios.H = U + pV
Cuando un sistema pasa desde unas condiciones iniciales hasta otras finales, se mide el cambio de entalpía (Δ H).
ΔH = Hf – Hi
La entalpía recibe diferentes denominaciones según el proceso, así:
Entalpía de reacción, entalpía de formación, entalpía de combustión, entalpía de disolución, entalpía de enlace, etc.; siendo las más importantes:
ENTALPIA DEREACCIÓN:
Es el calor absorbido o desprendido durante una reacción química, a presión constante.
ENTALPÍA DE FORMACIÓN:
Es el calor necesario para formar una mol de una sustancia, a presión constante y a partir de los elementos que la constituyen.
Ejemplo:
H2 (g) + ½ O2 (g) = > H2O + 68.3Kcal
Cuando se forma una mol de agua (18 g) a partir de hidrógeno y oxígeno se producen68.3 Kcal, lo que se denomina entalpía de formación del agua.
ENTALPÍA DE COMBUSTIÓN:
Es el calor liberado, a presión constante, cuando se quema un mol de sustancia.
Ejemplo:
CH4 (g) + 2O2 (g) => 2CO2 (g) + 2H2O (l) ΔH = -212.8 Kcal
Lo que significa que cuando se queman 16 g de metano se desprenden 212.8 Kcal.
Estas entalpías se determinan normalmente a 25°C y 1atm. Para determinar la entalpía estándar de formación de las sustancias, se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:
1. La entalpía estándar de formación de los elementos puros, libres y tal como se encuentran en su estado natural es cero.
Por ejemplo:
H2 (g), O2 (g), N2 (g), Cl2 (g), Na (s), etc., tienen
ΔHf25° = 0, donde Δ Hf25° es la entalpía estándar de formación.
2. Elcarbono se presenta a 25°C 1 atm de presión y en el estado sólido, de varias formas: diamante, grafito, antracita, hulla, coke, etc., pero su estado estándar se define para el grafito, o sea ΔHf25° del grafito es igual a cero.
3. El azufre se presenta en dos estados alotrópicos, el rómbico y el mono cíclico; su entalpía estándar se define para el rómbico o sea ΔHf25° del rómbico es igual a cero.ENTALPÍA ESTÁNDAR de una ecuación general:
Se calcula restando las entalpías estándares de formación de los reactivos de las entalpías estándares de formación de los productos, como se ilustra en la siguiente ecuación:
Equipos de humidificación
La humidificación es una operación unitaria en la que tiene lugar una transferencia simultánea de materia y calor sin lapresencia de una fuente de calor externa. De hecho siempre que existe una transferencia de materia se transfiere también calor. Pero para operaciones como extracción, adsorción, absorción o lixiviación, la transferencia de calor es de menor importancia como mecanismo controlante de velocidad frente a la transferencia de materia. Por otro lado, en operaciones como ebullición, condensación,evaporación o cristalización, las transferencias simultáneas de materia y calor pueden determinarse considerando únicamente la transferencia de calor procedente de una fuente externa.
La transferencia simultánea de materia y calor en la operación de humidificación tiene lugar cuando un gas se pone en contacto con un líquido puro, en el cual es prácticamente insoluble. Este fenómeno nos conduce...
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