Cálculo de la entalpía de reacción

Ley de Hess

La entalpía de una reacción es química es la misma si se produce directamente en una etapa o si se realiza en varias etapas (reales o teóricas), que transcurren en las mismas condiciones de presión y temperatura.

ley-hess

Por ejemplo:

ley-hess-ejemplos

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Observa que al sumar las dos primeras reacciones obtenemos la tercera, por lo que la entalpía de la reacción final será la suma de las entalpías de cada una de las etapas consideradas. En la práctica, antes de llevar a cabo esta suma de reacciones, para obtener la expresión de la reacción directa, a menudo es necesario introducir coeficientes apropiados o invertir el sentido de alguna reacción.

Una aplicación conocida de la ley de Hess es el cálculo de la energía reticular de un compuesto iónico mediante el ciclo de Born-Haber.

Entalpía estándar de formación

Se define como la variación de entalpía en condiciones estándar de la reacción de formación de UN mol de una determinada sustancia a partir de sus elementos. Es importante recordar que el estado estándar de una sustancia pura se define a la presión de 1 bar (o 1 atm) y en el estado físico en el que es estable a la temperatura de 25 ºC.

reacciones-formacion-compuesto

Por definición, la entalpía de formación de los elementos en estado estándar es cero.

Como hablamos de la variación de entalpía en la formación de un mol, hablamos de entalpía molar estándar y sus unidades suelen ser kJ/mol, por lo que es una magnitud intensiva.

Teniendo en cuenta la ley de Hess, las entalpías estándar de formación nos permiten calcular la entalpía de una reacción química:

entalpia-formacion-reaccion

entalpia-reaccion-entalpias-formacion

Ya que las entalpías de formación son valores molares, se multiplican por los correspondientes coeficientes estequiométricos de cada reactivo y cada producto.

ENTALPÍAs de enlace

Una reacción química consiste en la ruptura de algunos de los enlaces de los reactivos y en la formación de nuevos enlaces que darán lugar a los productos.

Teniendo en cuenta que la ruptura de enlaces supone un consumo de energía y la formación de enlaces comporta un desprendimiento de energía, la variación de entalpía en una reacción química se puede determinar:

entalpia-reaccion-energia-enlace

En este caso, los valores obtenidos son aproximados, pues las entalpías de enlace son valores promedio de enlaces en diferentes moléculas.

Todo lo anterior tiene una evidente aplicación en la resolución de problemas.

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