Quimica, 11va Edicion - Raymond Chang-FREELIBROS-277

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6.4 Entalpía de las reacciones químicas 245
Comparación entre DH y DE
¿Qué relación hay entre DH y DE en un proceso? Para saberlo, podemos considerar la 
reacción entre el sodio metálico y el agua:
Esta ecuación termoquímica establece que cuando dos moles de sodio reaccionan con un 
exceso de agua, se desprenden 367.5 kJ de calor. Observe que uno de los productos es 
hidrógeno gaseoso, el cual debe empujar el aire para ingresar en la atmósfera. En conse-
cuencia, una parte de la energía producida por la reacción se utiliza para realizar el tra-
bajo de empujar un volumen de aire (DV) contra la presión atmosférica (P) (i gura 6.7). 
Para calcular el cambio en energía interna reorganizamos la ecuación (6.8) de la siguien-
te manera:
DE 5 DH 2 PDV
Si suponemos una temperatura de 258C e ignoramos el pequeño cambio en el volumen de 
la disolución, podemos demostrar que el volumen de 1 mol de H2 gaseoso a 1.0 atm y 
298 K es de 24.5 L, de manera que 2PDV 5 224.5 L ? atm o 22.5 kJ. Finalmente,
Este cálculo muestra que DE y DH son aproximadamente lo mismo. La razón de que 
el valor de DH sea más pequeño que el de DE en magnitud es que una parte de la energía 
interna liberada se usa para realizar el trabajo de expansión del gas, por lo que se des-
prende menos calor. Para reacciones que no implican gases, el valor de DV por lo general 
es muy pequeño, de manera que DE es prácticamente igual a DH.
Otra forma de calcular el cambio de energía interna de una reacción gaseosa es su-
poner un comportamiento de gas ideal y temperatura constante. En este caso,
Verii cación Como 87.9 g es menos que el doble de la masa molar de SO2 (2 3 64.07 g) 
como se muestra en la ecuación termoquímica anterior, esperamos que el calor liberado sea 
menor a 198.2 kJ.
Ejercicio de práctica Calcule el calor emitido cuando se queman 266 g de fósforo blanco 
(P4) en aire, de acuerdo con la ecuación
 2Na(s) 1 2H2O(l) ¡ 2NaOH(ac ) 1 H2(g) ¢H 5 2367.5 kJ/mol
 ¢U 5 2367.5 kJ/mol 2 2.5 kJ/mol
 5 2370.0 kJ/mol
 ¢E 5 ¢H 2 ¢(PV )
 5 ¢H 2 ¢(nRT )
 5 ¢H 2 RT¢n )01.6( 
Problema similar: 6.26.
El sodio reacciona con agua para 
formar hidrógeno gaseoso.
Recuerde que 1 L ? atm 5 101.3 J.
Para reacciones que no producen un 
cambio en el número de moles de ga-
ses de reactivos a productos [por 
ejemplo, H2(g) 1 F2(g) ¡ 2HF(g)], DE 
5 DH.
Figura 6.7 a) Vaso de 
precipitados dentro de un cilindro 
tapado con un pistón móvil. La 
presión interior es igual a la presión 
atmosférica. b) A medida que el 
sodio metálico reacciona con el 
agua, el hidrógeno gaseoso 
generado empuja el pistón hacia 
arriba (realizando un trabajo sobre 
los alrededores) hasta que la 
presión interior de nuevo iguala a 
la exterior.
P4(s) 1 5O2(g) ¡ P4O10(s) ¢H 5 23 013 kJ/mol
Aire + vapor de 
agua + H2 gaseoso
P
a) b)
Aire + vapor de agua
P