6.12 : Entalpías de Reacción

Para una reacción que ocurre en condiciones estándar, se utiliza una ecuación general para calcular el cambio de entalpía estándar de la reacción. Esta ecuación se resuelve encontrando la diferencia entre la suma de las entalpías estándar de formación de los productos y la suma de las entalpías estándar de formación de los reactivos, cada una multiplicada por su coeficiente estequiométrico. Considere la combustión de 2 moles de gas acetileno con 5 moles de gas oxígeno para formar 4 moles de gas dióxido de carbono y 2 moles de vapor de agua en condiciones estándar.

La entalpía de la reacción es igual a la suma de cuatro veces la entalpía de formación de gas dióxido de carbono y dos veces la entalpía de formación de vapor de agua, menos la suma de dos veces la entalpía de formación de gas acetileno y cinco veces la entalpía de formación de gas oxígeno. La ecuación de entalpía se deriva de combinar dos conceptos:la entalpía estándar de formación y la ley de Hess. El primer término representa las entalpías estándar de formación de los productos;la formación de dióxido de carbono del carbono y el oxígeno ecuación 1, y la formación de agua a partir de hidrógeno y oxígeno ecuación 2.

Las entalpías estándar conocidas de formación del dióxido de carbono y el agua son 393, 5 kilojulios negativos y 241, 8 kilojulios negativos, respectivamente. Dado que la combustión produce 4 moles de dióxido de carbono, el delta H1 sería la entalpía estándar de formación de dióxido de carbono multiplicado por 4, que sería 1574 kilojulios negativos. La combustión también produce 2 moles de agua, entonces el cambio de entalpía el delta H2 sería la entalpía estándar de formación de agua multiplicada por 2, que sería 483, 6 kilojulios negativos.

Esto produce 2058 kilojulios negativos como la entalpía estándar neta de formación de los productos. El segundo término representa la descomposición del acetileno en carbono e hidrógeno ecuación 3. Esta es la reacción inversa para la entalpía de formación estándar del reactivo, y por lo tanto el valor de su entalpía, 227, 4 kilojulios, está precedido por un signo negativo, que también se puede ver en la ecuación de la entalpía.

Debido a que la reacción consume 2 moles de acetileno, el delta H3 sería el negativo de la entalpía de formación estándar del acetileno multiplicado por 2, lo que equivale a 453, 4 kilojulios negativos. La entalpía de formación estándar de oxígeno es cero. Por lo tanto, la entalpía de formación estándar neta de los reactivos es 453, 4 kilojulios negativos.

Recuerde de la ley de Hess, que si se lleva a cabo una reacción de un paso en varios pasos, luego se suman las entalpías de cada paso, esto es igual al cambio de entalpía neta. Sustituir los valores por las entalpías de formación en la ecuación da la entalpía de la reacción como 2511 kilojulios negativos.