Entalpía (Ejercicios Resueltos)

La entalpía es el contenido calórico de una especie química. Se simboliza con la letra H mayúscula.

La variación de entalpía, por su parte, se conoce como la ganancia o pérdida de energía calórica que tiene lugar en un proceso y además se relaciona de manera directa con el contenido energético que presentan las especies químicas, antes y después del cambio.

Para un sistema termodinámico, las variación de entalpía ( ΔH) es extensiva, es decir, será proporcional a la cantidad de sustancia que se produce.

Matemáticamente, su valor se obtiene con la diferencia de las entalpías contenidas en los productos y reactantes:

ΔH= ∑H productos – ∑H reactantes 

La variación de entalpía viene expresada generalmente. bajo las unidades KJ/mol, Joule/mol y Calorías/mol.

La variación de entalpía de una reacción química puede ser positiva o negativa. Si es positiva quiere decir que el contenido energético de las sustancias reaccionantes es menor que el de los productos resultantes, por lo tanto estamos ante una reacción endotérmica. No obstante, si la variación de entalpía es negativa, el contenido energético de las sustancias reaccionantes es mayor que el de los productos resultantes, es decir es una reacción exotérmica.

EJERCICIOS

1. Calcular la variación de entalpía de la siguiente reacción:

CO (g) + O2 (g) →  CO2 (g)

Sabiendo que las entalpias de los compuestos involucrados en la reacción, son las siguientes:

H formación CO2 (g) = -393,7 KJ/mol

H formación CO (g) = -110,5 KJ/mol

H formación O2 (g) = 0 (La entalpía de los gases diatómicos es siempre cero)

• El primer paso para realizar el ejercicio es balancear la ecuación química, si es necesario:

2CO (g) + O2 (g) → 2 CO2 (g)

                                                           Reactantes    →          Producto

• El segundo paso es sustituir los valores en la siguiente fórmula, para así poder hallar la variación de entalpía:

ΔH= ∑H productos – ∑H reactantes 

ΔH= 〈2. (-393,7KJ/mol)〉 – 〈2. (-110,5KJ/mol) + 0〉

ΔH= -787,4 KJ/mol + 221 KJ/mol

ΔH= -566,4 KJ/mol 

• Finalmente se interpreta el signo del resultado, siendo ΔH< 0, se dice que es una reacción exotérmica que desprende energía en forma de calor.

2. Sabiendo que la entalpía de formación del ozono (O3) es de 142,7 KJ/mol. Calcule la cantidad de energía necesaria para obtener 400 gramos del mismo.

• Primeramente, se halla la masa molecular del ozono:

O: 16×3 = 48 g/mol

• Luego se calcula la energía calórica mediante la relación:

48 g → 142, 7 KJ/mol

400  g → X

X = 400 g. 142,7 KJ/mol

                 48 g

X= 1189,16 KJ/mol

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