Page 286 - Quimica - Undécima Edición

256 CAPÍTULO 6 Termoquímica

El método directo
Este método para medir DH° f se utiliza para compuestos que se sintetizan con facilidad a
partir de sus elementos. Suponga que deseamos conocer la entalpía de formación del
dióxido de carbono. Para esto necesitamos medir la entalpía de la reacción en la que el
carbono (grafi to) y el oxígeno molecular, en sus estados estándar, se convierten en dióxi-
do de carbono, también en su estado estándar:

C(grafito) 1 O 2 (g) ¡ CO 2 (g) ¢H° reac 52393.5 kJ/mol

Por experiencia sabemos que esta reacción de combustión se completa fácilmente. A par-
tir de la ecuación (6.18), podemos escribir

¢H° reac 5 ¢H° f (CO 2 , g) 2 [¢H° f (C, grafito) 1 ¢H° f (O 2 , g)]
52393.5 kJ/mol
Debido a que tanto el grafi to como el O 2 son formas alotrópicas estables de los elementos,
se determina que DH° f (C, grafi to) y DH° f (O 2 , g) tienen un valor de cero. Por lo tanto

DH° reac 5 DH° f (CO 2 , g) 5 2393.5 kJ/mol

o DH° f (CO 2 , g) 5 2393.5 kJ/mol

Observe que la asignación arbitraria de cero para DH° f de cada elemento en su forma
más estable en el estado estándar no afecta los cálculos en modo alguno. Recuerde que
el interés de la termoquímica radica sólo en los cambios de entalpía, ya que pueden de-
terminarse experimentalmente, lo que no sucede con los valores absolutos de entalpía. La
selección del cero como “nivel de referencia” para la entalpía facilita los cálculos. Haciendo
referencia de nuevo a la analogía con la altitud terrestre, encontramos que el monte Everest
es 8 708 pies más alto que el monte McKinley. Esta diferencia en altura es independien-
te de la decisión de asignar 0 pies o 1 000 pies al nivel del mar.
Otros compuestos que se pueden estudiar aplicando el método directo son SF 6 , P 4 O 10
y CS 2 . Las ecuaciones que representan sus síntesis son

P 4
( S rómbico ) 1 3F 2 (g) ¡ SF 6 (g)
P 4 (blanco) 1 5O 2 (g) ¡ P 4 O 10 (s)
C ( grafito) 1 2S(rómbico) ¡ CS 2 (l)
Observe que S(rómbico) y P(blanco) son los alótropos más estables del azufre y el fósfo-
ro, respectivamente, a 1 atm y 25°C; por lo tanto, sus valores DH° f son cero.

El método indirecto

Muchos compuestos no se pueden sintetizar directamente a partir de sus elementos. En
El fósforo blanco se quema en el
algunos casos, la reacción se lleva a cabo con demasiada lentitud o suceden reacciones
aire para formar P 4 O 10.
secundarias que producen otras sustancias además del compuesto de interés. En estos
casos los valores de DH° f se determinan por un procedimiento indirecto, que se basa en la
ley de Hess de la sumatoria de los calores , o sólo ley de Hess , llamada así en honor de
3
su creador, el químico suizo Germain Hess. La ley de Hess se enuncia como sigue:
cuando los reactivos se convierten en productos, el cambio de entalpía es el mismo inde-
pendientemente de que se efectúe la reacción en un paso o en una serie de pasos. En
otras palabras, si podemos separar la reacción de interés en una serie de reacciones para

3
Germain Henri Hess (1802-1850). Químico suizo. Hess nació en Suiza pero pasó la mayor parte de su vida en
Rusia. Por haber formulado la ley de Hess, ha sido llamado el padre de la termoquímica .