Cómo calcular las reacciones exotérmicas y endotérmicas
Video: TERMOQUIMICA Teoría 9 Entalpía de reacción. Reacción endotérmica y exotérmica y diagramas entálpicos
Al calcular el cambio de entalpía en una reacción química, se puede determinar si la reacción es endotérmica o exotérmica. Las reacciones químicas que transforman la materia y la energía. Aunque por lo general las ecuaciones químicas lista sólo los componentes de materia de una reacción, también se puede considerar la energía térmica como reactivo o producto. Cuando los químicos están interesados en el flujo de calor durante una reacción (y cuando la reacción se realiza a presión constante), se puede indicar una variación de entalpía
a la derecha de la ecuación de reacción. A presión constante, el flujo de calor es igual a cambio de entalpía:
Si el cambio de entalpía enumerado para una reacción es negativa, entonces que la reacción libera calor a medida que avanza - la reacción es exotérmico (exo = Out). Si el cambio de entalpía que aparece para la reacción es positiva, entonces esa reacción absorbe el calor a medida que avanza - la reacción es endotérmico (endo- = En). En otras palabras, las reacciones exotérmicas liberan calor como producto, y reacciones endotérmicas consumen calor como reactivo.
El signo de la
le indica la dirección del flujo de calor, pero ¿qué pasa con la magnitud? Los coeficientes de una reacción química representan equivalentes molares, por lo que el valor indicado para la
se refiere a la variación de entalpía para un equivalente molar de la reacción. He aquí un ejemplo:
Video: Reacciones exotérmicas y endotérmicas
Esta ecuación describe la reacción de la combustión de metano, una reacción que se podría esperar para liberar calor. El cambio de entalpía de la lista para la reacción confirma esta expectativa: Para cada mol de metano que se quema, 802 kJ de calor se libera. La reacción es altamente exotérmica. Basándose en la estequiometría de la ecuación, también se puede decir que 802 kJ de calor se libera por cada 2 moles de agua producida.
Así cambios de entalpía de reacción (o reacción “calores”) son una forma útil de medir o predecir el cambio químico. Pero son tan útiles en el tratamiento de los cambios físicos, como la congelación y fusión, evaporación y condensación, y otros. Por ejemplo, el agua (como la mayoría de las sustancias) absorbe el calor a medida que se funde (o fusibles) Y ya que se evapora. Estas son las entalpías molares de tales cambios:
entalpía molar de fusión:
entalpía molar de vaporización:
El mismo tipo de reglas se aplican a entalpía cambios enumerados para los cambios químicos y cambios físicos. He aquí un resumen de las reglas que se aplican a ambos:
El calor absorbido o liberado por un proceso es proporcional a los moles de la sustancia que se someten a ese proceso. Por ejemplo, 2 moles de la combustión de la liberación de metano dos veces tanto calor como 1 mol de la combustión de metano.
Ejecución de un proceso a la inversa produce el flujo de calor de la misma magnitud pero de signo opuesto como ejecutar el proceso hacia adelante. Por ejemplo, la congelación 1 mol de agua libera la misma cantidad de calor que se absorbe cuando 1 mol de agua se derrite.
Tri o un ejemplo: aquí es una ecuación química balanceada para la oxidación de gas de hidrógeno para formar agua en estado líquido, junto con el cambio de entalpía correspondiente:
¿Cuánta energía eléctrica debe gastarse para llevar a cabo la electrólisis de 3,76 mol de agua líquida, la conversión de que el agua en gas de hidrógeno y gas oxígeno?
En primer lugar, reconocer que el cambio de entalpía es dada por la inversa de la reacción de electrólisis, por lo que debe invertir su signo de -572 kJ a 572 kJ. En segundo lugar, recuerdan que calores de reacción son proporcionales a la cantidad de sustancia de reacción (2 mol de H2O en este caso), por lo que el cálculo es
