Aprende sobre el concepto de entalpía teórica y cómo se utiliza en química. Descubre cómo la entalpía teórica puede ayudar a predecir reacciones y a entender el comportamiento de los sistemas químicos.
¿Qué es la Entalpía Teórica?
Para predecir y comprender los resultados de los experimentos químicos, es útil conocer la cantidad de calor que entra o sale del sistema. Si realiza un experimento en un recipiente abierto, la presión es constante a la presión atmosférica. En esta situación, o en cualquier otra donde la presión es constante, el flujo de calor tiene el nombre especial, entalpía.
Funciones del Estado
Cuando una variable termodinámica depende solo del estado actual de un sistema y no de cómo llegó allí, se llama función de estado. Las funciones de estado son útiles porque sus cambios durante un proceso dependen solo de los estados inicial y final, no de los detalles. Por definición, la energía interna de un sistema es una función de estado. La primera ley de la termodinámica dice que el cambio en la energía interna de un sistema cerrado es igual al calor que fluye en el sistema menos el trabajo realizado por el sistema.
Entalpia
Si se produce una reacción química en un recipiente abierto, la presión es siempre la presión atmosférica. La definición mecánica de trabajo es la presión de los cambios de volumen. El cambio en el volumen es una cantidad geométrica que se puede medir con una regla. Entonces, cuando la presión es constante, el trabajo durante un proceso depende solo de los estados inicial y final. Entonces, de acuerdo con la primera ley, el flujo de calor a presión constante, la entalpía, se convierte en una función de estado.
Calor de reacción y entalpía de formación
En un proceso químico, rara vez es posible conocer el estado del sistema en cada momento, solo conocer los estados inicial y final. El flujo de calor durante una reacción a veces se denomina entalpía de reacción. Usando la calorimetría y otros medios, se puede medir y tabular la entalpía de reacción para reacciones químicas específicas. También es conveniente conocer la entalpía de la reacción para la formación de compuestos a partir de sus elementos básicos, como el dióxido de carbono CO2 del carbono (C) y el oxígeno (O2). Cuando se mide a temperatura estándar (298K) y presión (1 ATM), el cambio de entalpía se denomina entalpía estándar de formación.
Ley de Hess
Debido a que la entalpía es una función de estado (a presión constante), la ley de Hess establece que el cambio de entalpía de un estado a otro es el mismo, independientemente de cuántos pasos o qué pasos tome el proceso. La ley de Hess se puede usar para determinar el cambio de entalpía de las reacciones donde es muy poco práctico medir el calorimétrico. Algunos ejemplos son reacciones que suceden tan lentamente que la calorimetría se vuelve difícil, o que ocurren muy rápidamente, como en la combustión. A veces incluso es posible calcular el calor de reacción sin una medición directa buscando las entalpías estándar de los reactivos, productos intermedios y productos. (* Ref 1).
La ley de kirchoff
Las tablas de entalpías de formación dan valores para temperatura y presión estándar. La ley de Kirchoff es una aproximación que hace posible calcular los cambios de entalpía cuando una reacción ocurre a una temperatura y presión diferentes, si se conocen de antemano las capacidades térmicas de los reactivos y productos.
