Quimica, 11va Edicion - Raymond Chang-FREELIBROS-274

Vista previa del material en texto

242 CAPÍTULO 6 Termoquímica
Ahora tenemos dos cantidades: DE y DH, que se pueden asociar a una reacción. Si 
ésta ocurre en condiciones de volumen constante, entonces el cambio de calor, qv, es igual 
a DE. Por otro lado, cuando la reacción se realiza a presión constante, el cambio de calor, 
qp, es igual a DH.
Entalpía de las reacciones
Debido a que la mayoría de las reacciones son procesos a presión constante, podemos 
igualar el cambio de calor en estos casos con el cambio de entalpía. Para cualquier reac-
ción del tipo
reactivos ¡ productos
dei nimos el cambio en entalpía, denominada la entalpía de reacción, DHreac , como la 
diferencia entre las entalpías de los productos y las entalpías de los reactivos :
DH 5 H(productos) 2 H(reactivos) (6.9)
La entalpía de una reacción puede ser positiva o negativa, según el proceso. Para un 
proceso endotérmico (el sistema absorbe calor de los alrededores), DH es positivo (es 
decir, DH > 0). Para un proceso exotérmico (el sistema libera calor hacia los alrededores), 
DH es negativo (es decir, DH < 0).
Una analogía del cambio de entalpía es el cambio en el capital de una cuenta banca-
ria. Suponga que su capital inicial es de 100 dólares. Después de una transacción (de 
depósito o retiro), el cambio en el capital bancario, DX, está dado por
DX 5 Xi nal 2 Xinicial
en donde X representa el capital bancario. Si deposita 80 dólares en la cuenta, entonces 
DX 5 $180 2 $100 5 $80. Esto corresponde a una reacción endotérmica. (El aumento 
del capital es igual al aumento de la entalpía del sistema.) Por otra parte, un retiro de 60 
dólares signii ca que DX 5 $40 2 $100 5 2$60. El signo negativo de DX signii ca que 
ha disminuido el capital. De igual forma, un valor negativo de DX signii ca una disminu-
ción de la entalpía del sistema como resultado de un proceso exotérmico. La diferencia 
entre esta analogía y la ecuación (6.9) radica en que, si bien siempre se conoce el capital 
bancario exacto, no hay forma de conocer la entalpía individual de productos y reactivos. 
En la práctica sólo es posible medir la diferencia de sus valores.
Ahora aplicaremos la idea de los cambios de entalpía a dos procesos comunes, el 
primero implica un cambio físico y el segundo, un cambio químico.
Ecuaciones termoquímicas
A 08C y 1 atm de presión, el hielo se funde para formar agua líquida. Las mediciones han 
demostrado que por cada mol de hielo que se convierte en agua líquida bajo dichas con-
diciones, el sistema (hielo) absorbe 6.01 kilojoules (kJ) de energía. Debido a que la presión 
es constante, el cambio de calor es igual al cambio de entalpía DH. Además, éste es un 
proceso endotérmico, como es de esperarse para un cambio que absorbe energía como es 
la fusión del hielo [i gura 6.6a)]. Por lo tanto, DH es una cantidad positiva. La ecuación 
para este cambio físico es
El término “por mol” en la unidad para DH signii ca que éste es el cambio de entalpía 
por mol en la reacción (o proceso) como está escrita, es decir, cuando 1 mol de hielo se 
convierte en 1 mol de agua líquida.
En la sección 6.5 analizaremos formas 
de medir los cambios de calor a volu-
men y presión constantes.
A menudo suprimimos el subíndice 
“reac” y simplemente escribimos ΔH 
para cambios de entalpía de las reac-
ciones.
Esta analogía supone que no se so-
bregirará de su cuenta bancaria. La 
entalpía de una sustancia no puede 
ser negativa.
H2O(s) ¡ H2O(l) ¢H 5 6.01 kJ/mol
Por simplicidad, usamos la expresión 
“por mol” en vez de “por mol de reac-
ción” para ΔH en las ecuaciones ter-
moquímicas .