Selectividad: Entalpía de reacción y ley de Hess

Definición de entalpía de reacción

La entalpía de reacción () es el cambio de entalpía que ocurre en una reacción química a presión constante.

Propiedades de la entalpía de reacción

- Es una función de estado. - Depende de la temperatura y presión. - Se mide en kJ/mol.

¿Qué indica un valor negativo de entalpía de reacción?

Indica que la reacción es exotérmica, liberando calor al entorno.

Cálculo de entalpía de reacción

Se calcula como: _r = _{productos} - _{reactantes}

Ejemplo de cálculo de entalpía

Para la reacción: C + O2 → CO2, si _CO2 = -393,5 kJ/mol y _C = 0, _O2 = 0, entonces: _r = -393.5 - (0 + 0) = -393.5 ext{ kJ/mol}

¿Verdadero o falso? La entalpía de reacción es independiente de la ruta de la reacción.

Verdadero. La entalpía de reacción es constante independientemente de los pasos intermedios.

Unidades de la entalpía de reacción

Se expresa en kJ/mol, que representa la cantidad de energía por mol de sustancia.

¿Qué es una reacción endoérmica?

Una reacción que absorbe calor del entorno, resultando en un valor positivo de entalpía de reacción.

Relación entre entalpía y energía interna

$$H = U + PV$$, donde H es la entalpía, U es la energía interna, P es la presión y V es el volumen.

Diferencia entre entalpía y calor

La entalpía incluye trabajo de presión-volumen, mientras que el calor es solo el cambio energético en una reacción.

¿Qué sucede con la entalpía en reacciones reversibles?

La entalpía de reacción será igual en magnitud pero opuesta en signo en la reacción inversa.

Entalpía estándar de formación

Es la entalpía de reacción para formar un mol de sustancia a partir de sus elementos en estado estándar.

Ejemplo de entalpía de formación

La entalpía estándar de formación de agua (H2O) es -285.8 kJ/mol, representando su formación a partir de H2 y O2.

¿Verdadero o falso? La entalpía de reacción depende de la cantidad de reactivos.

Falso. La entalpía de reacción se define por las molaridades de los reactantes, no por su cantidad total.

Entalpía de combustión

Es el cambio de entalpía cuando un mol de sustancia se quema completamente en oxígeno.

¿Qué es la entalpía de reacción?

Es la variación de entalpía que ocurre durante una reacción química a presión constante. Se calcula como la diferencia entre la entalpía de los productos y la de los reactivos: $\displaystyle \Delta H = H_{productos} - H_{reactivos}$.

¿Qué establece la Ley de Hess?

La entalpía total de una reacción es igual a la suma de las entalpías de cada etapa, sin importar la ruta seguida.

Causa: Cambia el camino de una reacción.

Efecto: La entalpía total permanece constante.

Entalpía de reacción en procesos múltiples.

La entalpía de reacción se puede calcular sumando las entalpías de reacciones intermedias.

¿Verdadero o falso? La Ley de Hess solo se aplica a reacciones en fase gaseosa.

Falso. Se aplica a todas las fases: sólida, líquida y gaseosa.

Ejemplo de aplicación: Combustión del carbono.

C + O₂ → CO₂ Entalpía total = ΔH₁ + ΔH₂.

Define entalpía estándar de formación.

Es el cambio de entalpía cuando se forma un mol de sustancia a partir de sus elementos en estado estándar.

¿Qué información proporciona la Ley de Hess?

Permite calcular entalpías de reacciones difíciles de medir experimentalmente.

Ejemplo práctico: Formación de agua.

2 H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O(l) ΔH = ΔH₁ + ΔH₂

Comparar entalpía de reacción y entalpía de formación.

Entalpía de reacción: total de la reacción. Entalpía de formación: de un mol de un compuesto.

Completa: ΔH = ΔH₁ + ΔH₂ + ... + ΔHₙ.

Es la suma de todas las etapas de la reacción según la Ley de Hess.

¿Qué se puede medir con la Ley de Hess?

Entalpías de reacciones complejas a partir de reacciones más simples y sus entalpías conocidas.

¿Verdadero o falso? La entalpía es una propiedad intensiva.

Falso. La entalpía es una propiedad extensiva, depende de la cantidad de sustancia.

Causa: Separación de reacciones en etapas.

Efecto: Se puede calcular la entalpía total mediante la Ley de Hess.

¿Qué es un ciclo de Born-Haber?

Es un método que utiliza la Ley de Hess para calcular la entalpía de formación de compuestos iónicos.

Ejemplo: ¿Cómo se calcula ΔH usando la Ley de Hess?

Usando reacciones conocidas y sus respectivas entalpías: ΔH = ΣΔH de reacciones intermedias.

Principios de la Ley de Hess

La Ley de Hess se basa en la conservación de la energía. Establece que la entalpía total de una reacción química es la misma, independientemente del número de pasos en los que se lleve a cabo. Aplicaciones: cálculos de entalpía en reacciones complejas.