Entalpía

La entalpía (H) es la cantidad de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno. Podemos determinarla utilizando la siguiente fórmula:  H= U + P*V, donde U es la energía interna del sistema, P la presión y V el volumen. 

Cuando hablamos de reacciones químicas, lo que determinamos es la variación de entalpía, es decir, la variación de la energía interna del sistema al producirse un reacomodamiento de átomos. El valor obtenido es inherente a las especies que reaccionan, las que se obtienen, el tipo de enlace involucrado, el estado de agregación de las especies y la cantidad de materia involucrada (sí, es una propiedad extensiva). El valor obtenido puede ser positivo, si ganó energía, o negativo, si perdió energía. De manera que: si sabemos que la síntesis de un producto nos dá una cierta variación de entalpía, la descomposición del mismo nos dará el mismo número pero con signo contrario.

Para conocer la variación de entalpía de una reacción, debemos restar la entalpía de los productos de la entalpía de los reactivos. Para esto, es necesario conocer la entalpía de formación y descomposición de cada especie. Veamos un ejemplo:

La formación de monóxido de nitrógeno está dada por la siguiente reacción:

N_2(g) + O_2(g) à 2 NO_(g)

Determinar la variación de entalpía a partir de las siguientes reacciones

N_2(g) + 2 O_2(g) à 2 NO_2(g)  DH= 67,78 kj

2 NO_(g) + O_2(g) à 2 NO_2(g)  DH= -112,92 kj

Estas reacciones involucran las mismas especies que la de formación de óxido nitroso, de hecho, la segunda contiene óxido nitroso PERO del lado de los reactivos, así que la vamos a dar vuelta para tenerlo del lado de los productos, entonces si variación de entalpía será la misma pero con distinto signo:

2 NO_2(g) à 2 NO_(g) + O_2(g) DH= 112,92 kj

En la primer ecuación tenemos los mismos reactivos que la de formación del óxido nitroso:

N_2(g) + 2 O_2(g) à 2 NO_2(g)  DH= 67,78 kj

Así que si sumamos las dos ecuaciones y sacamos ese NO₂ feo que nos está molestando y el , vamos a poder obtener la reacción que necesitamos:

N_2(g) + 2 O_2(g) à 2 NO_2(g)  DH₁= 67,78 kj

+

2 NO_2(g) à 2 NO_(g) + O_2(g) DH₂= 112,92 kj

_________________________________

N_2(g) + 2 O_2(g) + 2 NO_2(g) à 2 NO_2(g) + 2 NO_(g) + O_2(g) (DH_total= DH₁ + DH₂)

(Nota: acá ya teníamos todo en condiciones para cancelar, pero si las cantidades existentes no pudiesen ser canceladas, vamos a tener que multiplicar cada reacción- INCLUYENDO SU ENTALPÍA- por los factores necesarios para obtener las cantidades necesarias para cancelar… así como cuando queríamos cancelar los electrones en las redox)

Ya nos quedó la ecuación que necesitamos:

                N_2(g) + O_2(g)) à2 NO_(g)

                Así que ahora sumamos las entalpías de las ecuaciones que nos llevaron a la que necesitábamos.

                DH_total= DH₁ + DH₂

DH_total= 67,78 + 112,92

DHtotal= 180,7 kj