PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
• Corresponde al principio de la “conservación de la energía”, que establece que la cantidad de energía en el universo es constante y por lo tanto existen transformaciones de ellas, pero no creación ni destrucción de la energía.
• Si la energía que entra en el juego en las reacciones químicas, es la calórica entonces se denominan EXOTÉRMICA (cuando se desprende calor) y ENDOTÉRMICA (cuando se absorbe calor)
ENTALPÍA Si la reacción química ocurre a presión constante y se
produce un cambio de energía calórica, éstos cambios se
conocen con el nombre de ENTALPÍA (∆H)
∆H = Q/mol La entalpia se puede definir
como el calor implicado en un
proceso físico o químico a
presión constante
∆H = Hf – Hi Si ∆H > 0 Al sistema se le ha
suministrado calor
Si ∆H < 0 El sistema desprende calor a
los alrededores
ENTALPÍA
ENERGÍA DE ENLACE (∆H formación)
H2 + O2 H2O
La energía de enlace es la energía
necesaria para romper un mol de un enlace,
en sustancias que se encuentran en estado
gaseoso y en condiciones estándar.
∆H formación = Σ ∆H enlaces que se rompen + (-) Σ ∆H enlaces que se forman
MARCO TEÓRICO FORMACIÓN DE ENLACES
∆ H enlaces que se rompen > ∆ H enlaces que se forman
REACCIÓN ENDOTÉRMICA
REACCIÓN EXOTÉRMICA
∆ H enlaces que se rompen < ∆ H enlaces que se forman
Cálculo de ∆H de formación
H2 + O2 H2O
H2 + O2 1. H2O 2 2
H – H
H – H + O = O
H – O – H
H – O – H 2.
Ruptura:
2 x H – H = 2 mol x 436 kJ/mol
1 x O = O = 1 mol x 498 kJ/mol
Formación:
4 x H – O = 4 mol x 463 kJ/mol
3.
4.
1370 kJ 1852 kJ
∆H formación = Σ ∆H reactantes + (-) Σ ∆H productos
Σ ∆H reactantes Σ ∆H productos
∆H formación = Σ ∆H reactantes + (-) Σ ∆H productos
Ruptura:
2 x H – H = 2 mol x 436 kJ/mol
1 x O = O = 1 mol x 498 kJ/mol
1370 kJ Σ ∆H reactantes
∆H formación = 1370 kJ + (-) 1852 kJ
∆H formación = - 482 kJ
3.
4.
5.
Como el signo es negativo (-) la reacción libera calor a los alrededores, por lo que podemos concluir que es una reacción exotérmica
1852 kJ Σ ∆H productos
Formación:
4 x H – O = 4 mol x 463 kJ/mol
ENLACE ENERGIA
(Kj/mol)
ENLACE ENERGIA
(kJ/mol)
C – H 412 C – I 238
C – C 348 N – H 388
C = C 612 N – N 163
C = C 837 N = N 409
C – O 360 N – O 210
C – F 484 N – F 195
C – Cl 338 O – H 463
C – Br 276 O – O 157
H – H 436 H – F 568
O = O 498 Cl – Cl 243
F – F 151 C – N 276
Entalpías de enlace (kJ/mol):
EJERCICIOS
1. N2(g) + H2(g) NH3(g)
2. C3H8 + O2 CO2 + H2O
3. C2H4 + HCℓ CH3CH2Cℓ
4. H2(g) + F2(g) HF(g)
ENTALPÍA ESTÁNDAR DE FORMACIÓN Y DE REACCIÓN
∆H°f Estado estándar p = 1 atm (a nivel del mar)
T = 25° C (grados Celsius)
La entalpía estándar de formación de cualquier elemento en su forma más estable es cero
“El cambio de calor relacionado cuando se
forma 1 mol de compuesto a partir de sus elementos a una presión 1 atm y 25°C”
ENTALPÍA ESTÁNDAR DE REACCIÓN
∆H°reacción La entalpía de una reacción que se
efectúa a 1 atm
∆H°reacción = ∑ n ∆H°f productos - ∑ n ∆H°f reactantes
∆H°r = [c∆H°f (C) + d∆H°f (D)] – [a∆H°f (A) + ∆H°f (B)]
aA + bB cC + dD
ENTALPÍA ESTÁNDAR
SUSTANCIA ∆Hº (Kj/mol) SUSTANCIA ∆Hº (Kj/mol)
Fe2(g) 0 CO2(g) -393.5
Al (s) 0 H2O(g) -241.8
Ca (s) 0 H2O(l) -285.8
CaCO3 (s) -1206.9 NO2(g) 33.2
CaO (s) -635.1 O2(g) 0
C (grafito) 0 H2(g) 0
C (diamante) 1896 I2(g) 62.2
C (g) 715 SO2(g) -296.8
CO(g) -110.5 SO3(g) -396.0
Cálculo de ∆Hºreacción
H2(g) + Cl2(g) 2HCl (g)
∆Hºr = [ 2 mol X ∆Hºf HCl(g) ] – [∆Hºf H2 + ∆Hºf Cl2(g) ]
∆Hºr = 2 mol X -92.3 Kj/mol – 0
∆Hºr = -184.6 Kj
Como ∆Hºr es negativo (-) la reacción
es exotérmica, por lo que el sistema
le entrega calor a los alrededores
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