Quimica, 11va Edicion - Raymond Chang-FREELIBROS-275

Vista previa del material en texto

6.4 Entalpía de las reacciones químicas 243
Como otro ejemplo, considere la combustión del metano (CH4), el principal compo-
nente del gas natural:
Por experiencia sabemos que la combustión del gas natural libera calor hacia los alrede-
dores, por lo que se trata de un proceso exotérmico. En condiciones de presión constante 
este cambio de calor es igual al cambio de entalpía y DH debe tener un signo negativo 
[i gura 6.6b)]. Una vez más, la unidad “por mol de reacción” para DH signii ca que cuan-
do un 1 mol de CH4 reacciona con dos moles de O2 para producir 1 mol de CO2 y 2 
moles de H2O líquida, se liberan 890.4 kJ de energía caloríi ca a los alrededores. Es im-
portante recordar que el valor ΔH no se rei ere a un reactivo o producto en particular. 
Simplemente signii ca que el valor mencionado de ΔH se rei ere a todas las especies que 
reaccionan en cantidades molares. Por lo tanto, se pueden crear los siguientes factores de 
conversión:
Expresar ΔH en unidades de kJ/mol (en vez de sólo kJ) se ajusta a la convención 
estándar; su mérito se observará cuando continuemos en el estudio de la termodinámica 
en el capítulo 17.
Las ecuaciones que representan la fusión del hielo y la combustión del metano son 
ejemplos de ecuaciones termoquímicas , que muestran tanto los cambios de entalpía como 
las relaciones de masa. Es esencial especii car una ecuación balanceada cuando se aluda 
al cambio de entalpía de una reacción. La siguiente guía es de utilidad para escribir e 
interpretar las ecuaciones termoquímicas:
 1. Cuando escribimos ecuaciones termoquímicas, debemos especii car siempre los esta-
dos físicos de todos los reactivos y productos, debido a que esto ayuda a determinar 
los cambios reales de entalpía. Por ejemplo, en la ecuación de la combustión de 
metano, si mostramos el vapor de agua y no el agua líquida como producto,
 el cambio de entalpía sería de 2802.4 kJ y no 2890.4 kJ debido a que necesitamos 
88.0 kJ para convertir 2 moles de agua líquida en vapor de agua; es decir,
Figura 6.6 a) La fusión de 1 mol 
de hielo a 08C (proceso 
endotérmico) provoca un 
incremento en la entalpía del 
sistema de 6.01 kJ. b) La 
combustión de 1 mol de metano 
en oxígeno gaseoso (un proceso 
exotérmico) da como resultado una 
disminución de la entalpía del 
sistema de 890.4 kJ. Las partes a) 
y b) no están dibujadas a la misma 
escala.
CO2(g) + 2H2O(l)
b)
E
nt
al
pí
a
CH4(g) + 2O2(g)
H2O(s)
a)
E
nt
al
pí
a
H2O(l)
Calor absorbido 
por el sistema desde 
los alrededores
DH 5 6.01 kJ/mol
Calor liberado 
por el sistema hacia 
los alrededores
DH 5 2890.4 kJ/mol
Metano gaseoso quemándose en 
un mechero de Bunsen.
CH4(g) 1 2O2(g) ¡ CO2(g) 1 2H2O(l) ¢H 5 2890.4 kJ/mol
2890.4 kJ
1 mol CH4
 
2890.4 kJ
2 moles O2
 
2890.4 kJ
1 mol CO2
 
2890.4 kJ
2 moles H 2O
CH4(g) 1 2O2(g) ¡ CO2(g) 1 2H2O(g) ¢H 5 2802.4 kJ/mol
H2 2O(l) ¡ 2H2O(g) ¢H 5 88.0 kJ/mol