UNIDAD VII TERMOQUIMICA INDICE

7.1 Cambios de energa en las reacciones qumicas _________________2

7.2 Entalpia_________________________________________________11

7.3 Calorimetra_____________________________________________13

7.4 Calor de disolucin y dilucin________________________________15

TERMOQUIMICA.LaTermoqumica(del gr.thermos, calor yqumica) consiste en el estudio de las transformaciones que sufre laenerga calorficaen lasreacciones qumicas, surgiendo como una aplicacin de latermodinmicaa la qumica.Frecuentemente podemos considerar que las reacciones qumicas se producen a presin constante (atmsfera abierta, es decir,P=1 atm), o bien a volumen constante (el del receptculo donde se estn realizando). Proceso a presin constanteEl calor intercambiado en el proceso es equivalente a la variacin de entalpa de la reaccin.Qp= rH Proceso a volumen constanteEl calor que se intercambia en estas condiciones equivale a la variacin de energa interna de la reaccin.Qv= rUFunciones de estadoArtculo principal:Funcin de estadoLas funciones de estado son variables termodinmicas; son las siguientes: entalpa energa interna entropa entalpa libre presin volumen temperaturaLey de HessArtculo principal:Ley de HessGermain Henry Hess (Ginebra, 1802-San Petersburgo, 1850) fue un fisicoqumico ruso de origen suizo que sent las bases de la termodinmica actual. Trabaj fundamentalmente la qumica de gases, y enunci la ley que nos disponemos a comentar ahora:"En una reaccin qumica expresada como la suma (o diferencia) algebraica de otras reacciones qumicas, puesto que es funcin de estado, la entalpa de reaccin global es tambin la suma ( diferencia) algebraica de las entalpas de las otras reacciones."Consideremos la reaccin:ABY supongamos la existencia de las siguientes reacciones intermedias, deconocida:ACDCDBVemos que podemos montar un ciclo termodinmico tal que, en vez de ir de A a B directamente, pasemos por todas las reacciones intermedias antes descritas:ACDBComo la entalpa es una funcin de estado,. El proceso no depende del camino, y, por lo tanto, es indiferente que la hagamos directamente o teniendo en cuenta las dems reacciones.Ntese que la reaccin DC va en el sentido opuesto al que nos interesa para cerrar el ciclo. Por ello, debemos invertir la direccin del flujo energtico para obtener la reaccin que queremos, y eso se logra cambiando el signo de la variacin entlpica. Es decir,.Teniendo esto en cuenta, la entalpa de la reaccin que queremos ser:

En ocasiones, deberemos multiplicar la entalpa de reaccin de una de las intermediarias por algn coeficiente estequiomtrico para que se cumpla la relacin lineal entre las diferentes variaciones de entalpas.

7.1 CAMBIOS DE ENERGA EN LAS REACCIONES QUMICASLA ENERGIA EN LAS REACCIONES QUIMICASEl estudio de las reacciones qumicas desde un punto de vista energtico mejora la descripcin de los procesos qumicos. La entalpa o contenido energtico cambia al pasar de los reactivos a los productos y, junto con la entropa o grado de desorden, determina el que una reaccin se produzca o no espontneamente. La variacin de entalpa en una reaccin qumica no depende del camino seguido por la reaccin, sino slo de los estados inicial y final.Las reacciones qumicas son procesos de transformacin o cambio de unas sustancias en otras. En ciertas ocasiones, el inters de este tipo de procesos se centra en la obtencin de nuevos productos tiles para la medicina o para la industria; en otras, se persigue la obtencin de energa; tal es el caso, por ejemplo, de la combustin de la gasolina o del carbn. En general, las reacciones qumicas llevan consigo cambios materiales y tambin cambios energticos.El estudio de los procesos qumicos requiere,por tanto, algo ms que clculos sobre cunta cantidad de productos se forma a partir de una cantidad dada de reactivos. La determinacin de la cantidad de energa puesta en juego en una reaccin o la explicacin de su carcter espontneo constituyen algunas de las cuestiones o aspectos energticos de las reacciones qumicas.ENERGIA Y PROCESOS QUIMICOSConceptos fundamentalesToda reaccin qumica lleva asociada una variacin observable de energa que puede manifestarse en forma luminosa, elctrica, mecnica o calorfica, siendo esta ltima, con mucho, la ms frecuente. Para estudiar un proceso qumico desde un punto de vista energtico, se suele considerar separadamente el conjunto de sustancias en transformacin, denominado genricamentesistema, del resto, que recibe el nombre demediooentorno. De acuerdo con lo anterior, las reacciones qumicas implican una transferencia de energa que en unas ocasiones se lleva a cabo del sistema al medio y en otras en sentido inverso. Si la reaccin lleva consigo un desprendimiento de calor del sistema al medio, se denominaexotrmica. Por el contrario, si el proceso qumico implica la absorcin de una cierta cantidad de calor del medio por parte del sistema, se denominaendotrmica.Todas las reacciones de combustin son exotrmicas; as, la reaccin de combustin del hidrgeno libera gran cantidad de calor:H2+ O2 H2O + calorPor el contrario, la reaccin de descomposicin del carbonato de calcio es endotrmica pues requiere la aportacin al sistema de una cierta cantidad de energa calorfica del medio:CaCO3+ calor CO2+ CaOLa cantidad de calor desprendido o absorbido en una reaccin qumica, referida a las cantidades de sustancias, en nmero de moles, que figuran en la correspondiente ecuacin qumica ajustada, se denominacalor de reaccin. Se expresa en kilocaloras (kcal) o en kilojulios (kJ) y suele situarse en el segundo miembro de la ecuacin; en el caso de que se trate de una reaccin endotrmica ir precedido de un signo menos.Los calores de reaccin dependen de las condiciones de presin, temperatura y estado fsico (slido, lquido o gaseoso) del sistema; por ello, cuando se pretendan hacer clculos de energa deben especificarse en la ecuacin qumica dichas condiciones.As la reaccin de formacin del agua se escribir en forma completa como:H2(g; 1 atmsfera) + O2(g; 1 atmsfera) 298 K H2O (g; 1 atmsfera) + 241,8 kJDado que las diferentes sustancias son gaseosas, se ha hecho explcita la presin. En ocasiones, se sobreentiende que los calores de reaccin estn referidos a unas condiciones estndar de presin y temperatura, por lo general 1 atmsfera y 298 K, sealndose nicamente el estado fsico. La ecuacin qumica resultante de aadir toda esta informacin recibe el nombre deecuacin termoqumica.El contenido energtico de las sustancias qumicasSi en los procesos qumicos se producen cesiones o absorciones de energa del sistema al medio, cabe pensar que tanto los reactivos como los productos almacenan una determinada cantidad de energa, siendo la diferencia entre ambas la que entra en juego en la reaccin qumica. A tal cantidad de energa almacenada por cada una de las sustancias se le denominacontenido energticooentalpay se representa mediante la letra H.De acuerdo con esto, en las reacciones endotrmicas el contenido energtico de los productos es superior al de los reactivos; el sistema ha pasado de un estado inicial menos energtico a otro final ms energtico, y para ello ha sido preciso la absorcin de la correspondiente cantidad de energa del medio. En las reacciones exotrmicas sucede, por el contrario, que el contenido energtico de los productos es inferior al de los reactivos, de modo que el estado final del sistema es menos energtico que el estado inicial; el sistema ha perdido energa cedindosela al medio. En aquellas reacciones en las cuales las condiciones de presin y temperatura se mantienen constantes, la diferencia H de contenido energtico del sistema entre los estados final e inicial, o lo que es lo mismo, la energa puesta en juego en el proceso, coincide con el calor de reaccin que aparece de forma explcita en la ecuacin termoqumica. En las reacciones endotrmicas la variacin de entalpa es positiva, H > 0, mientras que en las exotrmicas es negativa, H < 0.Cabe preguntarse cul es, finalmente, la razn por la que en las reacciones qumicas se producen estos cambios de energa. La respuesta se encuentra en la propia naturaleza de los procesos qumicos. Una reaccin qumica implica una ruptura de enlaces y una posterior recomposicin de los tomos resultantes en molculas diferentes, formadas por nuevos enlaces.No todos los enlaces son igual de fuertes, es decir, la energa necesaria para romperlos (energa de enlace) es, en general, diferente, de ah que toda reorganizacin implique una variacin del contenido energtico del sistema. Si los enlaces de los productos son, en conjunto, ms dbiles que los de los reactivos, podr haber produccin de energa y la reaccin ser exotrmica. Si por el contrario, los enlaces de los productos son ms fuertes que los de los reactivos, habr sido necesario un aporte de energa y la reaccin ser entonces endotrmica.LA ESPONTANEIDAD DE LAS REACCIONESEl principio de mnima energaComo en toda la naturaleza, tambin en las reacciones qumicas opera el principio de mnima energa segn el cual los sistemas materiales tienden a evolucionar en el sentido en el que disminuye su energa potencial. Una bola rueda por un plano inclinado hasta encontrar la posicin ms baja, que es la de menor energa; un muelle comprimido se expande para conseguir una condicin de mnima deformacin y, por tanto, de mnima energa acumulada, y una reaccin qumica evoluciona hacia estados de menor contenido energtico.Sucede, en ocasiones, que siendo el contenido energtico de los productos inferior al de los reactivos, el sistema en cuestin no evoluciona espontneamente como cabra esperar segn el principio de mnima energa. En una parte de los casos, esto es debido a que se precisa una cierta cantidad de energa, por lo general pequea, para poner en marcha la reaccin, de la misma manera que es preciso dar un impulso inicial a un bloque de madera para que descienda por un plano inclinado. Esta dosis de energa inicial se denominaenerga de activaciny se emplea en la ruptura de los primeros enlaces, que suministrar energa propia suficiente como para mantener la reaccin por s misma.El principio de mximo desordenDe acuerdo con el principio de mnima energa,considerado aisladamente, ninguna reaccin endotrmica podra ser espontnea, pues en este tipo de reacciones la energa del sistema aumenta. Sin embargo, existen en la naturaleza reacciones y procesos que, siendo endotrmicos, se producen espontneamente. Ello indica que, junto con la energa, otro factor debe condicionar el carcter espontneo de una reaccin qumica. Ese factor adicional es elgrado de desorden, tambin denominadoentropa (S).La entropa depende de factores tales como el nmero de partculas en juego o el estado fsico de las sustancias. As el estado gaseoso es ms desordenado que el lquido o que el slido y corresponde, por lo tanto, a una mayor entropa.Junto con la tendencia a alcanzar el estado de mnima energa, los sistemas qumicos tienden de forma natural a alcanzar el estado de mximo desorden y son ambos factores los que controlan conjuntamente el carcter espontneo de las reacciones qumicas.Un balance entre energa y desordenEl hecho observado de que la espontaneidad de las reacciones qumicas dependa no slo de la energa sino tambin del desorden, puede explicarse a partir de la siguiente ecuacin entre magnitudes fsicas: G = H - T S (23.1)donde H es el contenido energtico o entalpa, T es la temperatura absoluta, S es la entropa y G la llamadaenerga libre de Gibbs. Esta magnitud G a la que contribuyen tanto la entalpa como la entropa, es la que determina el carcter espontneo de una reaccin qumica. En todos los procesos espontneos la energa libre del sistema disminuye, es decir, el valor final de G es menor que el inicial y, por tanto, G es negativa. de acuerdo con la anterior ecuacin, tal disminucin ( G < 0) podr ser debida a una disminucin del contenido energticoH ( H < 0), a un aumento del desorden ( S > 0) o a ambos.El resultado final de ese balance entre energa y desorden es entonces el responsable de la espontaneidad de la reaccin. Si T. Ses mayor que H aunque el proceso sea endotrmico (H >0) ser espontneo ( G < 0). Tal es el caso de la reaccin:N2O4(g) 2.NO2(g)que no es espontnea a 258 K y s lo es a 358 K, porque, a esa temperatura, el trmino de desorden T. S predomina sobre el de energa H, con lo que G resulta negativo. Este ejemplo muestra la importancia que tiene el factor temperatura a la hora de establecer si una reaccin qumica es o no espontnea.Toda reaccin exotrmica ( H < 0) en la que tenga lugar un aumento de entropa ( S > 0) es espontnea ( G < 0). La reaccin de descomposicin del agua oxigenada constituye un ejemplo:2.H2O2(g; 1 atmsfera) 298 K 2.H2O (g; 1 atmsfera) + O2(g; 1 atmsfera) + 211 kJEn este proceso aumenta el nmero de partculas (a igualdad de estado gaseoso de reactivos y productos) por lo que aumenta el desorden; pero adems, desprende calor ( H < 0). Ambas circunstancias contribuyen a que la energa libre disminuya y as, el proceso tiene lugar espontneamente.Adems de las consideradas anteriormente,existen otras posibilidades para ese balance definido por la ecuacin (23.1). La tabla adjunta las resume esquemticamente.APLICACION: EVOLUCION DE UNA REACCION QUIMICALa reaccin de sntesis del amonaco:3.H2(g) + N2(g) 2.NH3(g)viene acompaada, en las condiciones de 298 K de temperatura y una atmsfera de presin, por los siguientes cambios en las variables termodinmicas H y S: H = -22,1 kcal S =-47,4.10 kcal/kDisctase en qu condiciones la reaccin se efectuar espontneamente.Dado que H es negativa hay una prdida de contenido energtico por parte del sistema, o lo que es lo mismo, la reaccin es exotrmica. Por su parte la entropa disminuye como corresponde a una disminucin en el nmero de molculas que pasa de ser cuatro para los reactivos a dos para el producto.Para averiguar si a la temperatura considerada la reaccin evoluciona espontneamente ser preciso determinar G y particularmente su signo: G = H - T. S = -22,1 - [298 - (-47,4) .10] = 8,0 kcalLa G resulta negativa, por tanto la reaccin es espontnea. Un aumento de temperatura no favorece la reaccin; en efecto, al aumentar la temperatura el segundo trmino se hace ms positivo y por tanto G resulta menos negativo.LA LEY DE HESSCalor de formacin y calor de reaccinElcalor de formacin Hfde una sustancia qumica representa la energa liberada o consumida durante la formacin de dicha sustancia, en condiciones normales, a partir de los elementos que la constituyen. Si en tales condiciones se consideran nulos los contenidos energticos H de los elementos, el calor de formacin Hfde un compuesto coincide con su contenido energtico o entalpa. Si se compara la definicin de calor de formacin con la de calor de reaccin se observa que el calor de formacin es un tipo particular de calor de reaccin (el correspondiente a reacciones de formacin o de sntesis de un compuesto).La determinacin de calores de reaccin puede efectuarse de un modo experimental si la reaccin correspondiente se lleva a cabo de forma aislada y controlada en el interior de un calormetro. Sin embargo, en ocasiones, esto no es posible porque tienen lugar varias reacciones simultneamente,y no una sola. En tales casos es posible determinarlos de una forma indirecta, recurriendo a una propiedad de la entalpa; el hecho de que H sea unafuncin de estado, esto es, que dependa exclusivamente de los estados inicial y final del sistema, permite calcular calores de reaccin a partir del conocimiento de procesos intermedios.Ley de HessEl calor de formacin H1del monxido de carbono, CO:C (grafito, s) + .O2(g) CO (g) H1no puede determinarse directamente porque en las condiciones en que se produce, parte del CO se transforma en CO2. Sin embargo, s que es posible medir directamente, con la ayuda del calormetro, los calores de reaccin de los siguientes procesos:CO (g) + .O2(g) CO2(g) H2= 282,6 kJ/molC (grafito, s) + O2(g) CO2(g)H3= -392,9 kJ/molEl conjunto de estas tres reacciones puede escribirse en la forma:

Dado que el efecto trmico de una reaccin no depende del camino, sino slo de los estados inicial y final, se podr escribir:H3= H1+ H2y por tanto:H1= H3- H2= -392,9 + 282,6 = 110,3 kJ/molDicho de otro modo cuando una reaccin, C + .O2 CO, escribirse como la suma algebraica (suma con signos) de otras reacciones:C + O2CO2(H2)

CO2C + .O2(-H3)

C + .O2CO(H1)

su calor de reaccin es la suma algebraica de los calores de tales reacciones( H1= H2- H3). O en otros trminos: el calor de la reaccin de un determinado proceso qumico es siempre el mismo, cualquiera que sea el camino seguido por la reaccin, o sus etapas intermedias.El contenido de este enunciado recibe el nombre deLey de Hess. De acuerdo con esa misma ley, los calores de reaccin pueden calcularse a partir de los calores de formacin de reactivos y productos.El siguiente diagrama representa los procesos de formacin y reaccin de reactivos y productos, y sus relaciones en trminos energticos:

Aplicando la ley de Hess a los dos diferentes caminos que conectan reactivos y productos e igualando ambos trminos resulta: H = -Hf(reactivos) + 0 + Hf(productos)es decir: H = Hf(productos) - Hf(reactivos)Por tanto, el calor de reaccin de un proceso qumico resulta ser igual a la diferencia entre los calores de formacin de los productos y los calores de formacin de los reactivos: H =(suma calores de formacin de productos) - (suma calores de formacin de reactivos)CALOR de REACCION Y ENERGIA DE ENLACELa energa de enlace es la cantidad de energa que se libera en la formacin de un enlace entre tomos cuando reaccionan en estado gaseoso. Constituye una medida de la fuerza del enlace covalente; as, por ejemplo, a un enlace sencillo carbono-carbono le corresponde una energa de enlace de -83,1 kcal/mol; a uno doble -147 kcal/mol y a uno triple -194 kcal/mol. Desde el punto de vista de la termoqumica,se puede interpretar como la variacin de entalpa H correspondiente a una reaccin del tipo:A (g) + B (g) A - B (g)efectuada en condiciones de 1 atmsfera de presin y 298 K de temperatura, siendo A y B los tomos considerados. La energa de enlace H(A - B) es siempre negativa, pues en la unin disminuye el contenido energtico del sistema, hacindose ms estable.La aplicacin de la ley de Hess permite determinar el calor de reaccin a partir de las energas de enlace y viceversa. Como ejemplo de la primera posibilidad puede considerarse el clculo del calor de reaccin del proceso:H-C C-H+H2H3C-CH3

acetilenohidrgenoetano

en el cual se rompen dos enlaces H H y un enlace C C y aparecen un enlaceC C y cuatro enlaces H C nuevos. El balance global de estas operaciones parciales en trminos de variacin del contenido energtico ser: Hf= H(C C) + 4 H(C H) - [ H(C C) + 2 H(H H)]A partir de las energas de enlace correspondientes, supuestas conocidas, se calcula entonces el calor de reaccin.Como ejemplo de la segunda posibilidad, se presenta el clculo de la energa de enlace H Cl a partir del calor de formacin Hfdel HCI y de las energas de los enlaces H H y Cl Cl (supuestas conocidas).La formacin del HCI puede efectuarse por los siguientes caminos:

De acuerdo con la ley de Hess:H1= H2+ H3en donde,H1= 2.H.(H Cl)H2= H.(H H) + H.(Cl CI)H3= 2. Hfpor tanto:H (H-Cl) = [H (H-H) + H (Cl-Cl) + 2..Hf]7.2 ENTALPIAEntalpa(delgriego [enthlp], agregar calor; formado por [en], en y [thlp], calentar) es una magnitudtermodinmica, simbolizada con la letraHmayscula, cuya variacin expresa una medida de la cantidad deenergaabsorbida o cedida por unsistema termodinmico, es decir, la cantidad de energa que un sistema intercambia con su entorno.En la historia de la termodinmica se han utilizado distintos trminos para denotar lo que hoy conocemos comoentalpa. Originalmente se pens que esta palabra fue creada pormile ClapeyronyRudolf Clausiusa travs de la publicacin de la relacin de Clausius-Clapeyron enThe Mollier Steam Tables and Diagramsde 1827, pero el primero que defini y utiliz el trminoentalpafue el holandsHeike Kamerlingh Onnes, a principios del siglo XX.1En palabras ms concretas, es una funcin de estado de la termodinmica donde la variacin permite expresar la cantidad decalorpuesto en juego durante unatransformacin isobrica, es decir, a presin constante en un sistema termodinmico, teniendo en cuenta que todo objeto conocido se puede entender como un sistema termodinmico. Se trata de una transformacin en el curso de la cual se puede recibir o aportar energa (por ejemplo la utilizada para un trabajo mecnico). En este sentido la entalpa es numricamente igual al calor intercambiado con el ambiente exterior al sistema en cuestin.Dentro delSistema Internacional de Unidades, la entalpa se mide habitualmente enjoulesque, en principio, se introdujo como unidad de trabajo.El caso ms tpico de entalpa es la llamadaentalpa termodinmica. De sta, cabe distinguir lafuncin de Gibbs, que se corresponde con laentalpa libre, mientras que laentalpa molares aquella que representa unmolde la sustancia constituyente del sistema.Entalpa termodinmicaLaentalpa(simbolizada generalmente comoH, tambin llamadacontenido de calor, y calculada enJuliosen el sistema internacional de unidades o tambin enkcalo, si no, dentro del sistema anglo:BTU), es unafuncin de estadoextensiva, que se define como latransformada de Legendrede laenerga internacon respecto delvolumen.DerivacinEl principio de estado establece que la ecuacin fundamental de un sistema termodinmico puede expresarse, en su representacin energtica, como:

donde S es la entropa, V el volumen yla composicin qumica del sistema.Para aquellos casos en los que se desee, sin perder informacin sobre el sistema, expresar la ecuacin fundamental en trminos de la entropa, la composicin y lapresinen vez del volumen, se aplica la siguiente transformada de Legendre a la ecuacin fundamental:

y como

es la presin del sistema, se define la entalpa como:

Principio de mnima entalpaEl segundo principio de la termodinmica, que afirma que todo estado de equilibrio es un estado de entropa mxima, se convierte en el principio de mnima energa en la representacin energtica del sistema. Ese principio se traslada a la representacin entlpica invariable: el sistema alcanzar el estado de equilibrio cuando, para una presin dada, los parmetros termodinmicos varen de tal forma que la entalpa del sistema sea la mnima posible.2CorolariosSea un sistema que se deja evolucionar a presin constante sin variar su composicin. Diferenciando la entalpa:

y como

se tiene que:

Ahora bien, si la transformacin es a presin constante (dP=0) y la composicin no vara (dN=0), se tiene:

Si se asocia la variacin de entalpa a un proceso reversible, se puede identificar TdS con el calor intercambiado. En ese caso, se puede interpretar la entalpa es el calor intercambiado por el sistema a presin constante. Es importante recalcar que la definicin dH=TdS es estrictamente exacta para P=cte y N=cte; su identificacin como calor intercambiado depende de que el proceso sea reversible. Si no lo es, dH=TdS seguir siendo cierto, pero no que TdS escalor.Como muchas reacciones qumicas se producen a presin constante y la materia se conserva (no hay variacin en la cantidad de especies atmicas), la entalpa es muy comnmente empleada como marcador energtico en las reacciones qumicas: el calor liberado o absorbido por la reaccin se interpreta como una variacin de entalpa.La presencia del trmino de presin tambin permite emplear la entalpa como marcador energtico en aquellos ramos en los que las diferencias de presin a volumen constante sean relevantes. As ocurre por ejemplo en los anlisis de ciclos de gas, donde la entalpa se usa como variable termodinmica energtica porque permite agrupar trminos de presin y de energa interna de forma ms compacta.Relaciones

Donde tenemos las entalpas por unidad de masa,calor especficoa presin constante y la variacin de la temperatura que se haya sufrido.Entalpa qumica[editar]Para unareaccinexotrmicaa presin constante, la variacin de entalpa del sistema es igual a la energa liberada en la reaccin, incluyendo la energa conservada por el sistema y la que se pierde a travs de la expansin contra el entorno (es decir que cuando la reaccin es exotrmica la variacin de entalpa del sistema es negativa). Anlogamente, para una reaccinendotrmica, la variacin de entalpa del sistema es igual a la energaabsorbidadurante la reaccin, incluyendo la energaperdida porel sistema y laganadaa travs de la expansin contra el entorno (en las reacciones endotrmicas el cambio de entalpa es positivo para el sistema, porque gana calor).La entalpa total de un sistema no puede ser medida directamente; lavariacin de entalpade un sistema s puede ser medida en cambio.La variacin de entalpa se define mediante la siguiente ecuacin:

H es lavariacin de entalpa. Hfinales la entalpa final del sistema. En una reaccin qumica, Hfinales la entalpa de los productos. Hiniciales la entalpa inicial del sistema. En una reaccin qumica, Hiniciales la entalpa de los reactivos.La mayor utilidad de la entalpa se obtiene para analizar reacciones que incrementan el volumen del sistema cuando la presin se mantiene constante por contacto con el entorno, provocando que se realice un trabajo mecnico sobre el entorno y una prdida de energa. E inversamente en reacciones que causan una reduccin en el volumen debido a que el entorno realiza un trabajo sobre el sistema y se produce un incremento en la energa interna del sistema.La entalpa de reaccin es la energa asociada a una reaccin, y viene dada por la suma de lasentalpas de formacinde los productos menos la de los reactivos segn sus coeficientes estequiomtricos (n), siendo las entalpas de formacin de los elementos en su estado natural iguales a cero.

Entalpa estndar o normal[editar]Lavariacin de la entalpa estndar(denotada comoH0o HO) es la variacin de entalpa que ocurre en un sistema cuando una unidad equivalente de materia se transforma mediante una reaccin qumica bajocondiciones normales. Sus unidades son loskJ/molen el sistema internacional.Unavariacin de la entalpa estndar de una reaccincomn es lavariacin de la entalpa estndar de formacin, que ha sido determinada para una gran cantidad de sustancias. La variacin de entalpa de cualquier reaccin bajo cualesquiera condiciones se puede computar, obtenindose la variacin de entalpa de formacin de todos los reactivos y productos. Otras reacciones con variaciones de entalpa estndar son la combustin (variacin de la entalpa estndar de combustin) y la neutralizacin (variacin de la entalpa estndar de neutralizacin).7.3 CALORIMETRIALa calorimetra es la ciencia de medir el calor de las reacciones qumicas o de los cambiosfsicos. El instrumento utilizado en calorimetra se denomina calormetro. La palabra calorimetra deriva del latino "calor". El cientfico escocs Joseph Black fue el primero en reconocer la distincin entre calor y temperatura, por esto se lo considera el fundador de calorimetra.Fue mediante calorimetra que Joule calcul el equivalente mecnico del calor demostrando con sus experiencias que 4.18 J de cualquier tipo de energa equivalen a1 calora.La calorimetra indirecta calcula el calor que producen los organismos vivos mediante su produccin de dixido de carbono y de los residuos de nitrgeno (frecuentemente amonaco en organismos acuticos o, tambin, urea en los terrestres). Antoine de Lavoisier indic en 1780 que la produccin de calor puede ser calculada por el consumo de oxgeno de los animales. Naturalmente, el calor generado por los organismos vivos tambin puede ser medido por calorimetra directa, en la cual el organismo entero es colocado en el interior del calormetro para hacer las mediciones. Calorimetra a presin constanteEl calor medido es igual al cambio en la energa interna del sistema menos el trabajo realizado:

Como la presin se mantiene constante, el calor medido representa el cambio de entalpa.

7.4 CALOR DE DISOLUCIN Y DILUCIN.Calor de disolucin El calor de disolucin o entalpia de disolucin (a presin constante)Hsolnes el calor generado o absorbido cuando cierta cantidad de soluto se disuelve en cierta cantidad de disolvente. La cantidadHsolnrepresenta la diferencia entre la entalpa de la disolucin final y la entalpa de los reactivos originales, como lo representa:

Hsoln=Hsoln-Hcomponentes

No es posible llevar a cabo esta medicin, pero en un calorimetro a presin constante se puede determinar la diferencia y por ende "Hsoln". Al igual que losotros cambios de entalpa, para procesos exotrmicos el signo deHsolnser negativo (-), y para procesos endotrmicos el signo ser positivo (+).

Analizamos un ejemplo, Cul ser la entalpia dedisolucin(o calor de disolucin) al diluir Cloruro de sodio (NaCl) en agua?

NaCl(s) ---H2O---> Na+(ac) + Cl-(ac)Hsoln= ?

La energa (denominada energa reticular (U)) requerida para separar completamente un mol de NaCl y pasarlo a sus iones en estado gaseoso es de 788 kJ/mol.Por otro lado, el cambio de entalpa asociado al proceso de hidratacion de los iones (Hhidr) es de "-784 kJ/mol".

Por lo tanto la suma de estas dos serHsoln. 788kJ/mol + (-784kJ/mol)= 4kJ/mol. Como lo mencionamos anteriormente el valor positivo quiere decir que fue un proceso endotermico (absorve calor). Por lo tanto cuando un mol de NaCl se disuelve en agua absorve 4kJ del ambiente.

Calor de dilucinCuando se le adiciona ms disolvente a una solucin, para disminuir la concentracin del soluto, es comn que se libere o absorba calor adicional. Elcalor de dilucines el cambio de calor asociado al proceso de dilucin. Cuando un proceso de disolucin esendotrmico(absorbe calor) y a dicha solucin se le diluye, posteriormente la misma disolucin absorbe ms calor de los alrededores. Caso contrario es cuando un proceso de disolucin es exotermico, pues al adicionar disolvente, liberer ms calor a los alrededores. Un ejemplo de ello es el cido Sulfrico concentrado, que si se intenta diluir adicionando agua el recipiente estallar. La forma recomendada es al envase con agua agregar gota a gota el H2SO4agitando para que se disipe el calor.