La entalpía en las reacciones químicas

Entalpía

Ya hemos visto que, según el primer principio de la Termodinámica, en un proceso isobárico (a presión constante):

calor-presion-constante-entalpia

El calor intercambiado en un proceso a presión constante coincide con la variación de una magnitud termodinámica que llamamos entalpía (H), y que se define:

entalpia-definicion

Dado que gran cantidad de procesos transcurren a presión constante, esta equivalencia nos resultará de mucha utilidad (de hecho, nos encontraremos con frecuencia que a la entalpía se la denomina también “calor”).

Entalpía de reaccción

La entalpía es una función de estado, por lo que la variación de entalpía en una reacción química es igual a la diferencia de entalpía entre productos y reactivos:

entalpia-reaccion

Los diagramas entálpicos nos permiten representar la variación de entalpía a lo largo de un proceso:

diagrama-entalpico

  • En un proceso exotérmico la entalpía de los productos es menor que la de los reactivos, por lo que la variación de entalpía es negativa, es decir, se desprende calor.
  • En un proceso endotérmico la entalpía de los productos es mayor que la de los reactivos, de modo que la variación de entalpía es mayor que cero, es decir, se absorbe calor.

Típicamente, en algunos procesos bien conocidos, la entalpía de reacción toma otras denominaciones equivalentes, por ejemplo:

  • Entalpía de combustión o calor de combustión: entalpía de reacción de una combustión, o el calor desprendido en una reacción de combustión.
  • Entalpía de disociación, cuando en la reacción un compuesto se separa en otros más pequeños.

Entalpía estándar

La entalpía de un proceso depende de la presión, la temperatura y el estado físico en el que se encuentran los productos y los reactivos. De modo que, para tener un valor de referencia, es conveniente definir un estado estándar, en el cual la presión de trabajo es 1 bar (o 1 atm) y, normalmente, los reactivos y productos se encuentran en el estado en el que son estables a una temperatura de 25 ºC.

Así, la entalpía estándar de una reacción es la variación de entalpía de una reacción en la cual todos los reactivos y productos se encuentran en su estado estándar, que se simboliza mediante un superíndice (º):

entalpia-estandar-reaccion

Ecuación Termoquímica

Una ecuación termoquímica representa la reacción estequiométrica y en ella se reflejan los estados físicos de los reactivos y productos así como la variación de entalpía del proceso:

ecuacion-termoquimica

Observa que:

  • Si multiplicamos o dividimos todos los términos de la ecuación termoquímica por un mismo factor, la entalpía también queda multiplicada o dividida por él. La entalpía es una magnitud extensiva.
  • Si invertimos los miembros de la ecuación termoquímica, la entalpía de la reacción inversa cambia de signo (aunque el módulo es el mismo, la cantidad de energía intercambiada es la misma, sólo que si en un proceso se desprende, en el contrario se absorbe, y viceversa).

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