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Entalpía y termoquímica Reacciones


Entalpía y reacciones termoquímicas


Los cambios físicos y químicos se llevan a cabo bajo una presión constante. El calor ganado o perdido en las reacciones a presión constante se denomina cambio de entalpía. La entalpía es la energía cinética total y el potencial de las partículas de la materia. Se denota por la letra "H". Entalpía de materia no puede medirse, sin embargo, el cambio de entalpía puede ser medido. Podemos encontrar el cambio en entalpía como indica a continuación;

Reactivos → Productos

Si HR es la entalpía de los reactivos y HP es la entalpía de los productos, el cambio en entalpía se convierte,

ΔH = HP-HR

En las reacciones exotérmicas, HR es mayor que la de HP, por lo que el cambio de entalpía se vuelve negativo

HP <HR así; ΔH <0

Puesto que las reacciones endotérmicas absorben el calor, HP>HR y el cambio de entalpía es positiva.

HP>HR tan; ∆H>0

La variación de entalpía depende de la temperatura y presión. Por lo tanto, usted debe comparar los cambios de entalpía de las reacciones en la misma temperatura y presión.

La variación de entalpía 1 atm de presión y temperatura de 25 0C se llama variación de entalpía estándar.

En las reacciones endotérmicas, la entalpía de sistema aumenta. Por ejemplo, la entalpía de agua es mayor que la entalpía de hielo a temperature.Graph misma dada a continuación muestra la entalpía de las reacciones endotérmicas;

En las reacciones exotérmicas;

Reacciones termoquímicas

Las reacciones que muestran tanto los cambios de la materia y la energía se llaman reacciones termoquímicas. Ejemplos de reacciones termoquímicas;

Reacción exotérmica;

C(s) +O2(g) → CO2(g) ; ∆H=-94 kcal

Esta reacción nos dice que 1 mol C (s) reacciona con 1 mol de O2 (s) y producir un mol de CO2, y se convierte en calor released.Reaction 94 kcal;

C(s) +O2(g) → CO2(g) + 94 kcal

Reacción endotérmica;

2H2O(g) → 2H2(g) + O2(g) ; ∆H=116 kcal

Esta reacción nos explica, 2 mol H2O absorbe el calor y se descomponen en 2 moles de H2 y O2.

2H2O(g)  + 116 kcal → 2H2(g) + O2(g)

Propiedades de las reacciones termoquímicas

Los coeficientes delante de cada elemento muestra el número de moles de materia y teniendo en cuenta el valor ΔH muestra el calor liberado o absorbido por la reacción en equilibrio con estos números.

Ejemplo: Encontrar calor de la reacción en la que dos moles de CH4 y dos moles de Cl2 reaccionan para formar CCl4 y HCl.

CH4(g) 4Cl2(g) → CCl4(g) + 4HCl(g) + 104 kcal

Solución:

La reacción dada anteriormente es equilibrado para 1 mol de CH4, deberíamos encontrar que limita la materia primera.

1 mol de CH4 reaccionan con 4 moles CCl4

? mol CH4 reaccionan con 2 moles CCl4
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

? = 0,5 mol de CH4

2-0,5 = 1,5 mol CH4 no se utiliza en esta reacción ya que CCl2 está limitando la materia.

Libera el calor de la reacción es el cálculo teniendo en cuenta la materia de limitación;

4 moles de Cl2 liberación de 104 kcal de calor

2 moles de liberación Cl2? kcal de calor

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

? = 52 kcal calor se libera de la reacción de 2 moles de Cl2.

Si se multiplica la reacción con el número "n" de lo que hay que multiplicar el valor ΔH también con "n".

Ejemplo:

CO(g) + 1/2O2(g) → CO2(g) ; ∆H=-68 kcal

Cuando multiplicamos la reacción con 2;

2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g) ; ∆H=2(-68)=-136 kcal

Si la dirección de la reacción termoquímica se cambia, entonces el signo de ΔH también se cambia.

Ejemplo:

2H2O(g) → 2H2(g) + O2(g)   ∆H=116 kcal

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)   ∆H=-116 kcal

Como se puede ver en el ejemplo, cuando cambiamos la dirección de la reacción, signo de cambio de entalpía también cambia.

Dado que ΔH depende de los estados de la materia, debe escribir los estados de la materia en las reacciones termoquímicas.

H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(g)   ∆H=-58 kcal

H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(l)    ∆H=-68 kcal

Como se puede ver en los ejemplos, la entalpía del agua en estado líquido es menor que la entalpía del agua en estado gaseoso.

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