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Química avanzada (AP Chemistry)
Curso: Química avanzada (AP Chemistry) > Unidad 6
Lección 5: Introducción a la entalpía de reacciónEntalpía de reacción
El cambio de entalpía que acompaña a una reacción química se conoce como entalpía de reacción y se abrevia ΔH_rxn. El valor de ΔH_rxn depende de cómo se escriba la ecuación balanceada de la reacción y, por lo general, se da en unidades de kJ/mol-rxn. Creado por Jay.
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Transcripción del video
El cambio de entalpía de una reacción química,
∆H (delta H) —incluso podríamos escribir aquí ∆H de reacción— es igual al calor
transferido durante una reacción química a presión constante. De esta
forma, ∆H es igual a qp (q subíndice p). Supongamos que estamos realizando
una reacción química, una solución acuosa a presión atmosférica constante. Los
reactantes y los productos de esa reacción química constituyen el sistema y todo lo
demás constituye los alrededores o entorno. Cuando el calor se transfiere desde
los alrededores hacia el sistema, el sistema o reacción absorbe calor,
por lo tanto, el cambio de entalpía es positivo para la reacción. A esto
se le llama reacción endotérmica. Si el calor fluye del sistema hacia los
alrededores, la reacción desprende energía. En este caso, el cambio de entalpía de la reacción
es negativo y se denomina reacción exotérmica. Como ejemplo de una reacción,
analicemos la descomposición del peróxido de hidrógeno (2H2O2) para
formar agua líquida (2H2O) y oxígeno gaseoso (O2). El cambio en la entalpía para
esta reacción es igual a ∆H = -196kJ (menos ciento noventa y seis kilojoules). El signo
negativo significa que la reacción es exotérmica, y con relación a las unidades, a veces
podemos encontrar kilojoules (kJ), o kilojoules por mol (kJ/mol), y en ocasiones
kilojoules por mol para la reacción (kJ/molrxn). A lo que se refieren las unidades kilojoules
por mol para la reacción (KJ/molrxn). es a cómo está escrita la ecuación química.
Así, para esta ecuación balanceada, observamos que hay un 2 (dos) como coeficiente
para el peróxido de hidrógeno (H2O2), es decir, dos moles de peróxido de hidrógeno (2H2O2)
se están descomponiendo para formar dos moles de agua (2H2O) y un mol de oxígeno gaseoso
(O2). Dicho de otra forma, cuando dos moles de peróxido de hidrógeno se descomponen, se
desprenden 196 kJ (kilojoules) de energía. A continuación, calculemos cuánto calor se
libera cuando 5.00g (cinco punto cero gramos) de peróxido de hidrógeno (H2O2) se
descomponen a presión constante. El primer paso es determinar cuántos moles de
peróxido de hidrógeno (H2O2) se tienen. Para esto, dividiremos la masa del peróxido de hidrógeno, que es de cinco gramos, por la masa molar
del peróxido de hidrógeno, que es de 34.0 g/mol (treinta y cuatro punto cero gramos
por mol). Los gramos se cancelan y obtenemos como resultado 0.147 mol H2O2 (cero punto ciento
cuarenta y siete) moles de peróxido de hidrógeno. Posteriormente, multiplicaremos la entalpía de
reacción, igual a menos 196 kJ/molrxn (kilojoules por mol para la reacción) por un factor de
conversión. Consideramos ahora el balance de la ecuación tal como está escrito: hay dos
moles de peróxido de hidrógeno, en consecuencia, para el factor de conversión, por cada mol para
la reacción, tal como lo indica la reacción, hay dos moles de peróxido de hidrógeno, o
dos moles de H2O2 (1 molerxn/2moles H2O2). Los moles para la reacción
se cancelarán y esto nos da -98.0 kJ/mol H2O2 (menos noventa y ocho punto cero
kilojoules por un mol de H2O2). En consecuencia, dos moles de peróxido de hidrógeno (2 H2O2)
liberarán 196 kilojoules de energía, y un mol de peróxido de hidrógeno liberará la mitad de
esa cantidad o 98.0 kJ (kilojoules) de energía. Ahora, tomamos los 0.147 mol H2O2 (moles de
peróxido de hidrógeno) —así que permítanme seguir adelante y escribir la cantidad aquí rápidamente.
Tenemos entonces 0.147 moles de H202, y recuerda, estamos tratando de calcular la cantidad de
calor liberado a partir de este número de moles. El último paso consiste en
multiplicar este resultado por -98.0 kJ/molH202 (menos noventa y ocho
kilojoules por mol de H202) los moles de H2O2 se cancelarán para obtener la respuesta
final. Podemos concluir entonces que el calor que se libera cuando 5.00 g H202 (gramos
de peróxido de hidrógeno) se descomponen a presión constante, es igual a -14.4 kJ
(menos catorce punto cuatro kilojoules).