Entalpia de reaccion y de formacion
Ejemplo de reacción de entalpía de formación
) para una reacción química es la diferencia entre las entalpías molares totales del reactante y del producto, calculada para las sustancias en sus estados estándar. Esto, a su vez, puede utilizarse para predecir la energía total de enlace químico liberada o ligada durante la reacción, siempre que se tenga en cuenta también la entalpía de mezcla.
. La entalpía de formación estándar, que se ha determinado para un gran número de sustancias, es el cambio de entalpía durante la formación de 1 mol de la sustancia a partir de sus elementos constitutivos, con todas las sustancias en sus estados estándar.
Los estados estándar pueden definirse a cualquier temperatura y presión, por lo que siempre deben especificarse tanto la temperatura como la presión estándar. La mayoría de los valores de los datos termoquímicos estándar se tabulan a (25°C, 1 bar) o (25°C, 1 atm). [2]
Para los iones en solución acuosa, el estado estándar se elige a menudo de tal manera que el ion H+ acuoso a una concentración de exactamente 1 mol/litro tiene una entalpía de formación estándar igual a cero, lo que hace posible la tabulación de entalpías estándar para cationes y aniones a la misma concentración estándar. Esta convención es coherente con el uso del electrodo de hidrógeno estándar en el campo de la electroquímica. Sin embargo, hay otras opciones comunes en ciertos campos, incluyendo una concentración estándar para el H+ de exactamente 1 mol/(kg de disolvente) (ampliamente utilizada en ingeniería química) y
Cuando se considera la entalpía de formación se supone que la forma estable del carbono es
Una forma de informar sobre el calor absorbido o liberado por las reacciones químicas sería compilar un conjunto masivo de tablas de referencia que enumeraran los cambios de entalpía para todas las reacciones químicas posibles, lo que requeriría una cantidad increíble de esfuerzo. Afortunadamente, la ley de Hess nos permite calcular el cambio de entalpía de prácticamente cualquier reacción química imaginable utilizando un conjunto relativamente pequeño de datos tabulados, partiendo de las formas elementales de cada átomo a 25 oC y 1 atm de presión.
La entalpía de formación (\(ΔH_f\)) es el cambio de entalpía para la formación de 1 mol de un compuesto a partir de los elementos que lo componen, como la formación de dióxido de carbono a partir de carbono y oxígeno. La formación de cualquier sustancia química puede ser como una reacción a partir de los elementos correspondientes:
La magnitud de ΔH para una reacción depende de los estados físicos de los reactantes y de los productos (gas, líquido, sólido o solución), de la presión de los gases presentes y de la temperatura a la que se lleva a cabo la reacción. Para evitar la confusión causada por las diferencias en las condiciones de reacción y garantizar la uniformidad de los datos, la comunidad científica ha seleccionado un conjunto específico de condiciones en las que se miden los cambios de entalpía. Estas condiciones estándar sirven como punto de referencia para medir las diferencias de entalpía, del mismo modo que el nivel del mar es el punto de referencia para medir la altura de una montaña o para informar de la altitud de un avión.
Entalpía de la reacción de formación
Obtuve (C) invirtiendo el signo de la entalpía de formación dada (porque la ecuación dada procede en la dirección opuesta a la formación del trióxido de azufre) y multiplicándola por dos (porque hay 2 moles de trióxido de azufre).
Mi profesor dijo que la respuesta era (B), porque aunque ambas ecuaciones tenían los elementos en su forma elemental, la primera reacción produce 2 moles de producto mientras que la segunda produce 1 mol de producto. Por lo tanto, los coeficientes de fracción eran necesarios.
Por lo que veo, tu razonamiento es correcto, aunque en realidad la pregunta no está escrita espectacularmente bien. Al decir «entalpía de la reacción» parece estar asumiendo implícitamente que los números estequiométricos se refieren a moles (haciendo que todas las respuestas tengan unidades de kJ en lugar de kJ/mol). La pregunta no especifica el cambio de entalpía estándar de la reacción, pero incluso si lo hiciera, la convención más común para equilibrar ecuaciones es utilizar los números enteros más pequeños para los coeficientes estequiométricos, que es lo que está escrito allí y daría la respuesta que obtuviste. Puedes calcular el cambio de entalpía de reacción para las condiciones de reacción que quieras y el valor que obtengas cambiará dependiendo de las cantidades de las sustancias implicadas, pero si la pregunta está asumiendo implícitamente moles para los coeficientes, seguirás obteniendo la misma respuesta.
Fórmula de la entalpía de reacción
La «rxn» anterior es una forma común de abreviar «reacción». Lo único que significa es que estamos discutiendo la entalpía de una reacción genérica, no de una específica. Explicaré la ecuación anterior utilizando un problema de ejemplo.
Antes de pasar a la solución, fíjate en que he utilizado «entalpía estándar de combustión». Esta es una reacción química muy común, tomar algo y quemarlo en oxígeno. Es tan común que la frase «entalpía estándar de combustión» se utiliza mucho y se le da este símbolo: ΔH°comb.
La clave para resolver este problema es tener a mano una tabla de entalpías de formación estándar. En caso de que no lo hayas visto, mira la ecuación cerca de la parte superior y ve el subíndice f. Lo que vamos a hacer es sumar todas las entalpías de formación del producto y luego restar las entalpías de formación del reactante sumadas. Además, necesitamos que la ecuación esté equilibrada, así que no olvides comprobarlo. Los coeficientes fraccionarios están bien.
Los valores en negrita son los coeficientes y los otros son las entalpías de formación estándar de las cuatro sustancias implicadas. Como el oxígeno es un elemento en su estado estándar, su entalpía de formación es cero.
