calor de reacción

CALOR DE REACCIÓN:
El calor de reacción o entalpía de reacción, ΔHR, es la diferencia HPRODUCTOS –
HREACTIVOS para una reacción en la cual los reactivos se suministran en las cantidades
estequiométricas a una temperatura T y una presión P, se consumen totalmente y los
productos salen a las mismas T y P.
Las unidades del calor de reacción son unidades de energía por mol. En este caso, la
unidad mol se refiere bien sea al número de moles consumidos de cada reactivo o
producidos de cada producto según la ecuación química balanceada. Por ejemplo, si
para la reacción A + 3B → 2C el ΔHR es -250 kJ/mol, se debe interpretar como -250
kJ/mol A, -250 kJ/3 mol B y -250 kJ/2 mol C. Significa además, que se consumieron 1
mol de A y 3 moles de B produciéndose 2 moles de C.
El calor estándar de reacción, ΔHoR, es el cambio de entalpía de una reacción
cuando los reactivos y los productos están a la temperatura y a la presión de
referencia, generalmente 25° C y 1 atm.
Una reacción es exotérmica a una temperatura T si a esa temperatura ΔHR es negativo
y es endotérmica si ΔHR es positivo.
A presiones bajas y moderadas, ΔHR es independiente de la presión en la práctica.
El valor de ΔHR depende de los estados de agregación de los reactivos y de los
productos además del número de moles de los mismos.
Para una reacción que tiene lugar a volumen constante, el calor de reacción es igual a
la variación de la energía interna del sistema, ΔUR.
LEY DE HESS:
A temperatura y presión dadas, la cantidad de energía necesaria para descomponer un
compuesto en sus elementos es igual a la desprendida en la formación de aquel
compuesto a partir de sus elementos. Este principio fue formulado por Lavoisier y
Laplace en 1780. Un corolario de este principio se conoce como ley de Hess o ley de
suma constante de calor y establece que el calor neto absorbido o desprendido en un
proceso químico es el mismo si la reacción tiene lugar en una o en varias etapas.
Según la ley de Hess, las ecuaciones químicas pueden considerarse como igualdades
matemáticas y tratarse según las reglas del álgebra.
REACCIONES DE FORMACIÓN Y CALORES DE
FORMACIÓN. CALORES DE COMBUSTIÓN:
Una reacción de formación de un compuesto es la reacción en la que se forma el
compuesto a partir de sus elementos constitutivos como se encuentran normalmente
en la naturaleza. El calor estándar de una reacción de este tipo es el calor estándar
de formación del compuesto, ΔHoF.
Se puede demostrar, mediante la ley de Hess, que si ni es el coeficiente
estequiométrico de la i-ésima sustancia que participa en una reacción y (ΔHoF) i es el
calor estándar de formación de esa sustancia, entonces el calor estándar de la
reacción es
ΔHoR = Σni(ΔHoF)i, PRODUCTOS – Σni(ΔHoF)i, REACTIVOS
El calor estándar de formación de un elemento es cero.
Los datos de calores de formación de los compuestos están tabulados y aparecen en
la bibliografía recomendada.
El calor estándar de combustión, ΔHoC, de una sustancia, es el calor de la reacción
de esa sustancia con oxígeno, para dar productos específicos, cuando los reactivos y
los productos están a 25° C y 1 atm (es decir, en el estado de referencia).
Los calores de combustión están tabulados en la bibliografía citada, pero es necesario
observar en cada tabla el estado de referencia empleado y cuáles son los productos de
la reacción.
Los calores de combustión se usan para compuestos orgánicos, por lo general. El calor
de una reacción que involucra sólo sustancias combustibles y productos de
combustión, puede calcularse aplicando la siguiente relación, la cual es otra aplicación
de la ley de Hess:
ΔHoR = Σ ni(ΔHoC)i, REACTIVOS – Σ ni(ΔHoc)i, PRODUCTOS