Page 272 - Quimica - Undécima Edición

242 CAPÍTULO 6 Termoquímica

En la sección 6.5 analizaremos formas Ahora tenemos dos cantidades: DE y DH, que se pueden asociar a una reacción. Si
de medir los cambios de calor a volu-
men y presión constantes. ésta ocurre en condiciones de volumen constante, entonces el cambio de calor, q v , es igual
a DE. Por otro lado, cuando la reacción se realiza a presión constante, el cambio de calor,
q p , 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

defi nimos el cambio en entalpía, denominada la entalpía de reacción, DH reac , como la
diferencia entre las entalpías de los productos y las entalpías de los reactivos :
A menudo suprimimos el subíndice
“reac” y simplemente escribimos ΔH DH 5 H(productos) 2 H(reactivos) (6.9)
para cambios de entalpía de las reac-
ciones.
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).
Esta analogía supone que no se so-
bregirará de su cuenta bancaria. La Una analogía del cambio de entalpía es el cambio en el capital de una cuenta banca-
entalpía de una sustancia no puede ria. Suponga que su capital inicial es de 100 dólares. Después de una transacción (de
ser negativa.
depósito o retiro), el cambio en el capital bancario, DX, está dado por

DX 5 X fi nal 2 X inicial
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 signifi ca que DX 5 $40 2 $100 5 2$60. El signo negativo de DX signifi ca que
ha disminuido el capital. De igual forma, un valor negativo de DX signifi 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 [fi gura 6.6a)]. Por lo tanto, DH es una cantidad positiva. La ecuación
para este cambio físico es

H 2 O(s) ¡ H 2 O(l) ¢H 5 6.01 kJ/mol

Por simplicidad, usamos la expresión El término “por mol” en la unidad para DH signifi ca que éste es el cambio de entalpía
“por mol” en vez de “por mol de reac-
ción” para ΔH en las ecuaciones ter- por mol en la reacción (o proceso) como está escrita, es decir, cuando 1 mol de hielo se
moquímicas . convierte en 1 mol de agua líquida.