MEDICIÓN DEL CALOR EN UNA REACCIÓN
Para poder medir experimentalmente el flujo de calor de las reacciones químicas es necesario
disponer de aparatos llamados CALORÍMETROS.
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- Recipiente de paredes,aislantes, donde no hay intercambio de calor (ADIABÁTICO).
- Contiene en su interior un fluido que puede dar o recibir calor (por ejemplo agua).
- Cuenta con un termómetro preciso para medir el cambio de temperatura ocurrido.
- Posee un recipiente pequeño donde se llevará a cabo la reacción estudiada.
El proceso ocurre de la siguiente forma:
En una primera etapa se dispone el sistema a temperatura constante (en equilibrio térmico),
luego se realiza la reacción (transferencia de calor) y finalmente se mide el cambio de
temperatura producido en el sistema. De este cambio se puede calcular el calor liberado o
absorbido.
El proceso se realiza usualmente a presión constante de 1 atmósfera y el calor medido se llama
Entalpía de la reacción (∆H).
En los textos químicos se pueden encontrar diversas tablas que contienen los valores de entalpías
de reacción. Estas tablas están ordenadas de acuerdo con el tipo de reacción (combustión,
hidrogenación, neutralización, síntesis, etc.)
En todos los casos, al escribir una reacción termoquímica, junto con las fórmulas de cada
sustancia debemos indicar su estado físico (no cuesta la misma energía producir agua líquida que
agua vapor). Para este caso se incluye dentro del valor de entalpía, la energía usada para
evaporar el agua.
El valor y signo para la entalpía definen el tipo de reacción y la cantidad de calor transferido en el
cambio, así
ENTALPÍA NEGATIVA :
Reacción EXOTÉRMICA, se libera calor hacia el entorno.
ENTALPÍA POSITIVA :
Reacción ENDOTÉRMICA, se consume calor desde el entorno.
Un ejemplo práctico de análisis:
- La variación de entalpía es negativa y por tanto la reacción es exotérmica (se liberó energía calórica al entorno).
- Se liberaron al medio 8,46 Kilocalorías.
LEY DE HESS
La entalpía es una variable termodinámica que, dentro de sus propiedades, se define como
función de estado, esto significa que el valor calculado para una reacción no depende del
camino por el cual ocurre el proceso, más bien, sólo depende del estado inicial y final del mismo.
Considerando lo anterior se puede afirmar correctamente que:
- La reacción de arriba pero a la inversa tiene el mismo valor numérico de entalpía pero con
signo contrario.
- Si se duplica la cantidad de sustancia, la cantidad de calor también se duplica.
Ésta última propiedad se ha denominado Ley de Hess y permite realizar cálculos algebraicos
utilizando los valores de calor de reacción teóricos (podemos sumar restar, amplificar) con el
propósito de obtener variaciones de entalpía de procesos que no pueden ser efectuados en el
laboratorio.
Un ejemplo: Formación de glucosa a partir de C, H y O
Para poder determinar el ∆H de esta reacción imposible de realizar experimentalmente se
deberán combinar tres reacciones de combustión:
El cálculo a realizar será, seis veces la primera reacción más tres veces la segunda menos la tercera.
- Al sumar se obtiene la reacción deseada y su calor de formación:
La reacción anterior responde a la pregunta ¿Cuánta energía significa el paso de los elementos
carbono, hidrógeno y oxígeno a glucosa? La respuesta es el valor recién obtenido.
algunos ejemplos :
