05 - termoquímica - 2016 (1)

Upload: alex-criollo

Post on 06-Jul-2018

216 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    1/28

    COLEGIO INTERNACIONAL SEK – LOS VALLESSEGUNDO AÑO DE BACHILLERATO C

    TERMOQUÍMICA

    Energétic ! Ter"#$%&"ic

    O'(eti)#* +e ,ren+i-(e

    Entender la diferencia entre calor y temperatura

    Explicar qué se entiende por reacciones exotérmicas y endotérmicas

    Dibujar diagramas de niveles de entalpía para reacciones exotérmicas y

    endotérmicas

    Comprender lo que se entiende por estabilidad

    Comprender el principio de los métodos experimentales para determinar los

    cambios de entalpía

    Realizar ejercicios sobre cambios de entalpía con datos experimentales

    Me+ici.n +e /#* c"'i#* +e energ&C/#r 0 / te",ert%r

    El calor y la temperatura son cosas muy diferentes que a menudo se confunden.

    El calor es una forma de energía que fluye desde algo a una temperatura superior a algo

    a una temperatura inferior.

    a temperatura es una medida de la energía cinética media de las partículas.

    a energía interna es el nombre dado a la cantidad total de energía !cinética y potencial"en una muestra de una sustancia. #i un bloque de $%% g de &ierro a $%% 'C se pone en

    contacto con un bloque de (% g de &ierro a (% 'C) el calor fluir* desde el bloque m*s

    caliente al m*s frío &asta que estén a la misma temperatura. Cuando est*n a la misma

    temperatura) el bloque de $%% g de &ierro tendr* mayor energía interna) simplemente

     porque tiene m*s masa) pero la energía cinética media de las partículas en los dos

     bloques ser* la misma) ya que est*n a la misma temperatura.

    + menudo usamos los términos, sistema y sus alrededores para describir lo que est*

    sucediendo en términos de flujo de energía en las reacciones químicas.

    El -sistema es nuestra reacci/n química y el -entorno es todo lo dem*s en el 0niverso!1igura (.$".

    - 1 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    2/28

    Recci#ne* e1#tér"ic*2 en+#tér"ic* 0 c"'i#* +e ent/,&

    as reacciones químicas se pueden clasificar como exotérmicas o endotérmicas.

    En una reacci/n exotérmica) la energía térmica se transfiere de un sistema !reacci/n

    química" a los alrededores !1igura (.2a" 3 los alrededores se calientan.

    En una reacci/n endotérmica) un sistema !reacci/n química" toma la energía en forma

    de calor de los alrededores !1igura (.2b" 3 los alrededores se enfrían.

    1igura (.2a. a energía calorífica liberada en una reacci/n exotérmica proviene de la

    disminuci/n de la energía interna !la energía total de todas las partículas" del sistema)

     por ejemplo mediante la creaci/n de enlaces químicos !conversi/n de energía química

    en energía térmica") (.2b la energía calorífica consumida en una reacci/n endotérmica

    se convierte en energía interna) por ejemplo a través de la ruptura de los enlaces

    químicos !conversi/n de energía térmica en energía química".

    4ara ser m*s precisos) el cambio de entalpía es la energía térmica intercambiada con elentorno a presi/n constante.

    - 2 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    3/28

    5 significa un cambio en una cantidad.

    56 son valores citados son por lo general bajo condiciones est*ndar.

    6ablamos de la variaci/n de entalpía de un sistema. El cambio de entalpía es b*sicamente la cantidad de energía térmica tomada o emitida a cabo en una reacci/n

    química. + la entalpía se le da el símbolo 6 y el cambio de entalpía es 56.

     7o es posible medir la entalpía !6" de un sistema !relacionada con la energía total de

    todas las partículas que componen una sustancia" s/lo el cambio de entalpía !6" cuando

    el sistema se mueve desde un estado inicial a un estado final.

    56 para una reacci/n exotérmica es negativo.

    56 para una reacci/n endotérmica es positivo.

    Considere la posibilidad de una reacci/n como la combusti/n de metano con oxígeno,

    C68!g" 9 2:2!g" ; C:2!g" 9 262:!l"

    Esta reacci/n es exotérmica) ya que el calor se emite a los alrededores.

    1igura (.< un diagrama de nivel de entalpía para la combusti/n de metano. #in escala se

    muestra en el eje vertical) porque no podemos medir la entalpía inicial o entalpía final

    del sistema.

    a 1igura (.< muestra un diagrama de niveles de entalpía para la combusti/n de metano.

    a reacci/n es exotérmica) y la entalpía de los productos es menor que la de los

    reactivos. El cambio de entalpía de una reacci/n es la cantidad de calor que se emite

    &acia fuera del sistema 3 esto se muestra por la flec&a roja. El signo negativo para el

    cambio de entalpía indica una disminuci/n de la entalpía.

    Debido a que la energía de los productos es menor que la energía de los reactivos) la

    diferencia entre los dos debe ser igual a la cantidad de calor emitido. :tra forma de

    expresar esto para una reacci/n exotérmica es,

    a energía total de los reactivos = energía total del producto 9 calor emitido

    - 3 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    4/28

    : 56 = entalpía de productos 3 entalpía de los reactivos

    En una reacci/n exotérmica los productos est*n a un nivel m*s bajo de energía

    !entalpía" que los reactivos) y nos dicen que los productos son m*s estables que los

    reactivos.

    a energía total se conserva en una reacci/n química.

     El término estabilidad se utiliza generalmente para describir las energías relativas de

    reactivos y productos en una reacción química. Si los productos tienen menos energía

    que los reactivos son más estables.

    En esta secci/n los términos entalpía y energía se usan indistintamente. En este nivel) la

    entalpía de un sistema puede considerarse esencialmente como la energía total

    almacenada en una sustancia 3 es decir) la misma que la energía interna. Esto no es del

    todo cierto) pero es suficiente para una buena comprensi/n de los conceptos.

    a reacci/n entre el nitr/geno y el oxígeno para formar /xido de nitr/geno !>>" !/xidonítrico" es endotérmica,

     72!g" 9 :2!g" ; 27:!g" 56 = 9$?$ @A mol3$

    a energía !calor" fluye desde el entorno &asta el sistema porque los productos tienen

    una energía mayor que los reactivos. El signo de 56 es positivo) lo que indica el

    incremento de entalpía en una reacci/n endotérmica. En este caso,

    a energía total de los productos = energía total de los reactivos 9 calor tomado

    :) como anteriormente) 56 = entalpía de productos 3 entalpía de los reactivos.

    El diagrama de nivel de entalpía para esta reacci/n se muestra en la 1igura (.8.

    os productos tienen una energía m*s alta !entalpía" y son menos estables que los

    reactivos.

    - 4 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    5/28

    A/g%n* +e3inici#ne*

    os cambios de entalpía tienen diferentes valores) dependiendo de las condiciones en

    las que se miden. 4ara que sean transferibles) todos ellos deber*n ser reportados para el

    mismo conjunto de condiciones) que se llama condiciones est*ndar. #i un cambio deentalpía no se mide en condiciones est*ndar) su valor se corrige para las condiciones

    est*ndar. 0n cambio de entalpía en condiciones est*ndar se llama un cambio de entalpía

    est*ndar y tiene el símbolo 56ϴ donde el símbolo ϴ significa en condiciones est*ndar.

    Condiciones est*ndar 

    4resi/n $%% @4a !$.%% x $%( 4a"

     7o &ay ninguna menci/n de la temperatura en la definici/n de las condiciones est*ndar 

    y la temperatura siempre debe especificarse para un cambio de entalpía est*ndar. Esto

    entonces se puede escribir como 56ϴ2B?  o 56ϴ  !2B?". Cuando no se establece la

    temperatura supondremos que la temperatura es de 2B?.

    C"'i# +e ent/,& e*t4n+r +e recci.n 56Hϴr7 es el cambio de entalpía !calor emitido o absorbido" cuando las cantidades molares de reactivos) como se muestra en la

    ecuaci/n estequiométrica) reaccionan entre sí bajo condiciones est*ndar para dar 

     productos.

    4or ejemplo) para la reacci/n

     72!g" 9

    El cambio de entalpía de reacci/n es 3B2 @A mol 3$. Esto significa que B2 @A de energíatérmica se dan cuando $ mol 72 reacciona con < mol 62 para formar 2 moles de 76

    ϴ

    c7 es el cambio de entalpía cuando

    un mol de una sustancia se quema completamente con oxígeno bajo condiciones

    est*ndar.

    El cambio de entalpía est*ndar de combusti/n es siempre negativo porque la

    combusti/n es siempre un proceso exotérmico. 4or ejemplo,

    C68!g" 9 2:2!g" ; C:2!g" 9 262:!l" 56ϴc = 3?B% @A mol3$

    Nt%r/e- +e / cienci

    6ay ciertos principios unificadores que son fundamentales para el estudio de la ciencia.a idea de la conservaci/n de la energía es uno de esos principios.

    - 5 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    6/28

    Me+ici.n +e /#* c"'i#* +e ent/,&

    En esta secci/n vamos a considerar algunos métodos experimentales para medir los

    cambios de entalpía de las reacciones químicas.

    C/#r e*,ec&3ic#

     7ormalmente tomamos la definici/n de la capacidad de calor específico !c",

    a energía necesaria para elevar la temperatura de $ g de la sustancia por > !$ 'C".

    a capacidad de calor específico tiene unidades de Ag 3$ 3$ o Ag3$'C3$. :tras unidades que

    se encuentran también son @A@g3$ 3$ o A@g3$ 3$.

    $ es lo mismo que $ 'C cuando se consideran los cambios de temperatura.

    Fambién se puede definir como la energía necesaria para elevar la temperatura de $ @g

    de sustancia por $ .

    a capacidad de calor específico del aluminio es %)B% Ag 3$'C3$. 4or lo tanto) si %)B% A de

    energía de calor se suministran a $ g de aluminio) la temperatura se eleva por $ 'C

    !1igura (.(".

    #i $.?% A de energía de calor se pusieron en este bloque de aluminio) la temperatura

    subiría por 2 'C. #i el $ g bloque de aluminio fueron reemplazados por uno de 2 g)

    entonces $.?% A sería necesario para elevar la temperatura de $ 'C) porque %.B%A se

    requiere para elevar la temperatura de $ g por cada $ 'C. a cantidad de energía térmica

    requerida es por lo tanto proporcional a la masa y el cambio de temperatura. 0na

    ecuaci/n se puede derivar de la cantidad de energía de calor !q" debe ser suministrado

     para elevar la temperatura de la masa m por 5F 'C,

    q = mc5F

    - 6 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    7/28

    El calor específico indica la cantidad de energía necesaria para calentar una sustancia)

     por lo tanto) las sustancias con las capacidades de calor específico m*s alto son m*s

    difíciles de calentar de sustancias con capacidades caloríficas específicas inferiores. 4or 

    ejemplo) la capacidad de calor específico del &ierro es aproximadamente la mitad que la

    del aluminio 3 por lo tanto si la misma cantidad de energía térmica se suministra a $% g

    de cada metal) la temperatura del &ierro va a subir por el doble de la cantidad.

    El calor específico se aplica también cuando una sustancia se enfría. 4or ejemplo)

    cuando $ g de aluminio se enfría desde 2$ 'C a 2% 'C) %.B% A de energía son entregados.

    Me+ici.n +e/ c"'i# +e ent/,& +e c#"'%*ti.n

    a técnica b*sica se llama calorimetría. a idea es que el calor emitido en una reacci/n

    de combusti/n se utiliza para calentar otra sustancia de capacidad de calor específico

    conocida) tales como agua. a ecuaci/n q = mc5F se puede utilizar para calcular la

    cantidad de calor producida.

    El montaje experimental se muestra en la 1igura (. se podría utilizar para determinar el

    cambio de entalpía cuando un mol de una sustancia líquida se quema !el cambio de

    entalpía de combusti/n". a masa y el cambio de temperatura del agua debe ser 

    medida) así como el cambio de masa del alco&ol.

    Exam tip

     7ota G se utiliza la masa de agua y no la masa de etanol 3 el agua est* siendo calentada.

    - 7 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    8/28

    Cuando llevamos a cabo experimentos para medir los cambios de entalpía conseguimos

    a menudo valores inesperados. HIué criterios usamos al realizar estos experimentos

     para decidir si &ay fallas en el experimento o fallas en la teoríaJ Este es un ejemplo de

    un problema m*s general) y que a veces es demasiado f*cil descartar un resultado

    an/malo debido a errores sistem*ticos en el experimento. o contrario también ocurre

    de vez en cuando) y una nueva teoría se plantea a partir de un experimento posiblementedefectuoso 3 la fusi/n fría es un ejemplo de esto !originalmente anunciada por 4ons y

    1leisc&mann en $B?B".

    El valor bibliogr*fico aceptado para el cambio de entalpía de combusti/n del etanol es

    3$

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    9/28

    C"'i#* +e ent/,& en *#/%ci.n

    0n método general para medir los cambios de entalpía que implican soluciones en el

    laboratorio es medir a cabo cantidades conocidas de reactivos) registrar sus temperaturas

    iniciales) mezclar los reactivos en un vaso de poliestireno y registrar las temperaturas

    m*xima y mínima observadas. a capacidad de calor específico de la soluci/n final se

    supone que es el mismo que para el agua. +ntes de que veamos algunos ejemplos de

    c/mo &acer esto) debemos tener en cuenta un par de definiciones.

    L )rici.n +e ent/,& +e ne%tr/i-ci.n 56Hn7 es el cambio de entalpía cuando un

    mol de moléculas de agua se forma cuando un *cido !69

    " reacciona con un *lcali !:63

    " bajo condiciones est*ndar,

    69!aq" 9 :63!aq" ; 62:!$"

     El cambio de entalpía de neutralización siempre es exotérmico.

    Ent/,& +e +i*#/%ci.n 56H*#/7 es el cambio de entalpía cuando se disuelve un mol desoluto en exceso de disolvente para formar una soluci/n de diluci/n infinita en

    condiciones est*ndar) por ejemplo,

    exceso de 62: 768 7:

    no interact!an entre sí en la solución.

     El cambio de entalpía de solución puede ser exotérmico o endotérmico.

    Nt%r/e- +e / cienci

    El trabajo experimental y la obtenci/n de datos es una parte importante de la ciencia.

    os mejores datos para &acer predicciones exactas son datos cuantitativos.

    - 9 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    10/28

    Estos pueden ser analizados matem*ticamente para permitir que las teorías se

    desarrollen. os científicos deben) sin embargo) ser conscientes de los errores e

    incertidumbres en sus datos e informar los resultados de sus experimentos de manera

    apropiada.

    L /e0 +e He**

    O'(eti)#* +e ,ren+i-(e

    0tilizar la ley de 6ess para calcular los cambios de entalpía

    Definir cambio de entalpía de formaci/n

    Calcular cambios de entalpía a partir de los datos del cambio de entalpía de

    formaci/n

     7o siempre es posible diseNar experimentos para medir ciertos cambios de entalpía por 

    lo que a menudo se tiene que utilizar los datos de reacciones en las que el cambio de

    entalpía si se puede medir para calcular la variaci/n de entalpía de una reacci/n

     particular en la que no se puede medir directamente. 4ara ello) utilizamos la ley de

    6ess,

     El cambio de entalpía que acompa$a a una reacción química es independiente de la vía

    entre los estados inicial y inal.

    Esto significa b*sicamente es que si tenemos en cuenta la conversi/n de + en O) el

    cambio de entalpía para la reacci/n es la misma si vamos directamente de + a O o

    indirectamente a través de otras reacciones con la formaci/n de otros productos

    intermedios !1igura (.?".

    - 10 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    11/28

    #i conocemos el valor para 56$ !para la conversi/n de + a C" y 562 !para la conversi/n

    de C a O" podemos calcular el valor de la variaci/n de entalpía 56r  para la conversi/n

    de + en O utilizando este ciclo. a ley de 6ess establece que el cambio de entalpía para

    la conversi/n directa de + a O es exactamente el mismo que el cambio de entalpía para

    la ruta indirecta entre + y O. 4or lo tanto) en este caso,

    56r  = 56$ 9 562

    Meamos una situaci/n un poco diferente en la que los cambios de entalpía que

    conocemos son,

    + ; C = 56$ O ; C = 562

    Esto produce un ciclo ligeramente diferente) en el que la flec&a para 56 2 es al revés) ya

    que la reacci/n sabemos que es de O a C !1igura (.B". +&ora el cambio de entalpía de +

    a O est* dada por 56r  = 56$ 3 562. Fenemos 3 562 en este caso) porque la conversi/n C

    ; O en la ruta indirecta !+ ; C ; O" va en la direcci/n opuesta a la flec&a que &emosdibujado para 562.

    :tra situaci/n posible,

    C ; + = 56$ C ; O = 562

    Esto se muestra en la 1igura (.$%. +quí el cambio de entalpía para la ruta directa se da

     por 56r  = 3 56$ 9 562. +l pasar de + ; C ; O) vamos por el camino equivocado a lo

    largo de la flec&a 56$ !por lo tanto) el signo es negativo") pero de la manera correcta alo largo de la flec&a 562 !por lo tanto) el signo es positivo".

    - 11 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    12/28

    Uti/i-ci.n +e / /e0 +e He**

    a raz/n de c/mo trabaja la ley de 6ess puede entenderse con la figura (.$$.

     

    1igura (.$$ a entalpía es b*sicamente una propiedad de una sustancia en un

    determinado conjunto de condiciones. Esto significa que la entalpía depende de la

    sustancia y de las condiciones. +sí que + tiene una cierta cantidad de entalpía) O tiene

    una cierta cantidad de entalpía y éstos se fijan para un conjunto particular de

    condiciones. a ruta que se toma entre + y O no puede afectar a la cantidad de entalpía

    que + o O tienen) y por lo tanto la diferencia de entalpía entre + y O es constante.

    Re*#/)ien+# c"'i#* +e ent/,&

     7o siempre se puede determinar los cambios de entalpía directamente en los procesos

    experimentales y la ley de 6ess se puede utilizar para resolver estos cambios de entalpíadesconocidos a partir de los que se conocen.

    - 12 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    13/28

    Examen tip

    Oasta con conocer y dominar un método para &allar la respuesta.

    - 13 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    14/28

    C"'i# +e ent/,& e*t4n+r +e 3#r"ci.n

     El cambio de entalpía estándar de ormación %&   ϴ ( es el cambio de entalpía cuando un

    mol de una sustancia se orma a partir de sus elementos en sus estados estándar en

    condiciones estándar.

    a ecuaci/n que representa el cambio de entalpía est*ndar de formaci/n del metano es,

    C!s" 9 262!g" ; C68!g"

    El carbono aquí es el grafito) que es la forma m*s estable de carbono.

    4ara el amoníaco) el cambio de entalpía de formaci/n se establece para la reacci/n,

    P 72!g" 9

    #e muestra la formaci/n de un mol de amoníaco.

     Estado estándar se reiere a la sustancia pura a )** +,a y una temperatura especíica

    %asumir -/ 0 a menos que se especiique otra temperatura(.

    El estado est*ndar del nitr/geno es 72!g") mientras que la de yodo es >2!s". Estos son los

    estados en los que existen estas sustancias a 2( 'C y l:: @4a de presi/n.

    El cambio de entalpía est*ndar de formaci/n de cualquier elemento en su estado

    est*ndar es cero porque) por definici/n) no &ay energía ni absorbida ni emitida cuando

    un mol de un elemento en su estado est*ndar se forma a partir de un mol del elemento

    en su estado est*ndar,

    >2!s" ; >2!s" 56f ϴ = %

    - 14 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    15/28

    os símbolos del estado siempre se deben incluir en las ecuaciones para cambios de

    entalpía debido a que el cambio de entalpía ser* diferente en funci/n del estado de una

    sustancia. 4or ejemplo) el cambio de entalpía est*ndar de formaci/n de > 2!g" no es cero.

     &   ϴ para cualquier elemento en su estado estándar es cero.

    0n cambio de entalpía est*ndar de formaci/n puede ser exotérmico o endotérmico)

    dependiendo de la sustancia.

    Uti/i-ci.n +e /#* c"'i#* +e ent/,& e*t4n+r +e 3#r"ci.n ,r e/'#rrc"'i#* +e ent/,&

    o que en realidad &emos &ec&o en este ciclo es restar el cambio total de entalpía de los

    reactivos de la variaci/n total de la entalpía de los productos para dar el cambio general

    de entalpía. Esto se puede mostrar como,

    56r  = Q56f  !productos" 3 Q56f  !reactivos"

    El uso de esta ecuaci/n es) con muc&o) la forma m*s f*cil de resolver problemas que

    implican cambios de entalpía de formaci/n.

    Deter"inci.n +e %n c"'i# +e ent/,& +e 3#r"ci.n ,rtir +e %n c"'i# +eent/,& +e recci.n

    #i se le da un cambio de entalpía de reacci/n y algunos cambios de entalpía de

    formaci/n) puede ser posible llegar a determinar un cambio de entalpía de formaci/n

    desconocida.

    Nt%r/e- +e / cienci

    6ess llev/ a cabo una serie de experimentos observando c/mo la cantidad de energía

    calorífica emitida en las reacciones químicas dependía de si la reacci/n se llevaba a

    cabo de manera directa o indirectamente en una serie de pasos. #us experimentos

    requieren mediciones cuidadosas y una conciencia de las limitaciones de sus datos.

    4ublic/ su trabajo en $?8% y propuso una ley general para una reacci/n química) la

    energía térmica despedida es constante y no depende de si las sustancias se combinan

    directamente o indirectamente. #u &ip/tesis podría ser puesta a comprobaci/n por 

    trabajos pr*cticos posteriores y en la teoría basada en el principio de conservaci/n de laenergía desarrollada.

    - 15 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    16/28

    Ent/,&* +e en/ce

    O'(eti)#* +e ,ren+i-(e

    Definir la entalpía media de enlace

    0tilizar las energías de enlace para calcular los cambios de entalpía

    os cambios de entalpía para reacciones en fase gaseosa se pueden resolver si se conoce

    la cantidad de energía necesaria 3 liberado cuando los enlaces se rompen 3 forman. 4ara

     poder &acer esto) debemos primero considerar la definici/n de entalpía de enlace

    !también llamada simplemente energía de enlace",

     1a entalpía de enlace es el cambio de entalpía cuando un mol de enlaces covalentes# en

    moléculas gaseosas# se rompen ba2o condiciones estándar.

    4or ejemplo) la entalpía del enlace 636 es 8

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    17/28

    #i tenemos en cuenta el proceso,

    Or 2!l" ; 2Or!g" 56ѳ = 9228 @A mol3$

    Esto no representa la entalpía de enlace del enlace Or3Or) porque esta reacci/n puede ser 

    dividida en dos procesos,

    Exam tip

    6Cl!g" ; P62!g" 9 PCl2!g" no representa la entalpía de enlace de 6C$. P 6 2!g"

    representa la mitad de un mol de moléculas de 6 2 y no es el mismo que 6!g") que es un

    mol de *tomos de 6 gaseosos.

    El proceso de Or 2!l" ; 2Or!g" se llama atomizaci/n) y la energía debe ser suministrada

     para superar las fuerzas de ondon entre las moléculas de bromo) así como para romper 

    los enlaces Or3Or.

    a entalpía de enlace Or3Or es de $B< @A mol 3$) y el cambio de entalpía est*ndar de

    vaporizaci/n !para la formaci/n de un mol de moléculas gaseosas" es

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    18/28

    as entalpías de enlace se definen en funci/n del rompimiento de enlaces y) por lo tanto)

    tienen valores positivos.

    as energías de enlace indicados en las tablas son valores medios. 4or ejemplo) la

    energía de enlace C6 en etano !C26" es ligeramente diferente a la de benceno !C6"

     por lo que el valor tabulado es un valor promedio) como media de los valores de los

    enlaces C6 en muc&os compuestos. Esto puede introducir algunas inexactitudes en los

    c*lculos relativos a energías de enlace. os c*lculos de energía de enlace son por lo

    tanto m*s exactos cuando implican la ruptura de tan s/lo unos pocos enlaces.

     1a entalpía promedio de enlace es el promedio de la energía necesaria para romper un

    mol de enlaces covalentes# en moléculas gaseosas en condiciones estándar. 45edio6 se

    reiere al 7ec7o de que la entalpía de enlace es dierente en dierentes moléculas y por 

    lo tanto el valor citado es la cantidad media de energía para romper un enlace

     particular en una gama de moléculas.

    Exam tip

    Esto es importante al responder a las preguntas de examen.

    Exam tip

    +l definir -entalpía de enlace promedio es importante definir -entalpía de enlace) así

    como la explicaci/n de -promedio.

    E/ %*# +e ent/,&* +e en/ce ,r c/c%/r c"'i#* +e ent/,& ,r recci#ne*

    E(e",/#

    Considere la reacci/n entre el eteno y el bromo para producir $)23dibromoetano,

    C268!g" 9 Or 2!g" ; C268Or 2 !g"

    - 18 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    19/28

    Fanto el bromo y $)23dibromoetano son líquidos en condiciones est*ndar. a ecuaci/n

    aquí es para la reacci/n en fase gaseosa) y el cambio de entalpía no ser* el mismo que

     para la reacci/n que implica el bromo líquido para formar C268Or 2!l".

    HCu*l es el cambio de entalpía para esta reacci/nJ

    #i las especies se dibujan como f/rmulas estructurales) entonces todos los enlaces se

     pueden ver claramente,

     7os imaginamos que la reacci/n ocurre cuando todos los enlaces en los reactivos se

    rompen,

    Entonces nuevos enlaces se forman para &acer los productos,

    as energías de enlace se pueden sumar !Fablas (.2 y (.

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    20/28

    El cambio total de entalpía cuando todos los enlaces se forman es 32(8? @A mol3$. Este

    es negativo porque la formaci/n de enlaces es un proceso exotérmico.

    #i sumamos estos cambios de entalpía) obtenemos el cambio general de entalpía para la

    reacci/n,

    56ѳ = 28(< 3 2(8? = 3B( @A mo3$

    El proceso global a veces se resume como,

    56r = Q!enlaces rotos" 3 Q !enlaces formados"

    Cuando las energías de enlace se toman directamente de la Fabla (.$ se asume que todos

    los valores son positivos.

    0n atajo para la resoluci/n consiste en darse cuenta de que &ay cuatro enlaces C6 en el

    eteno y también en el $)23dibromoetano) y por lo tanto no &ay necesidad de formar oromper estos enlaces,

     1os valores para los cambios de entalpía de reacción obtenidos utilizando entalpías de

    enlace son menos iables que los calculados a partir de datos experimentales.

    #i el cambio de entalpía para la siguiente reacci/n se calcula mediante los cambios de

    entalpía de formaci/n del valor obtenido es 3$2$ @A mol 3$) que es diferente del valor de

    3B( @A mol3$ obtenido mediante c*lculos de entalpía de enlace. #e espera que el valor 

    obtenido utilizando cambios de entalpía de formaci/n sea m*s fiable) ya que los

    cambios de entalpía de formaci/n son específicos de las sustancias particulares)

    mientras que las entalpías de enlace son valores medios. 7o se espera que las energías

    de enlace C36 en C268 y C268Or 2 sean las mismas) y los valores utilizados para el C=C

    y C3C no son necesariamente las energías de enlace reales en estos compuestos.

    C268!g" 9 Or 2!g" ; C268Or 2!g"

    E/ %*# +e %n cic/# en /#* c4/c%/#* $%e i",/icn ent/,&* +e en/ce

    E(e",/#

    0sando las entalpías de enlace indicadas en la tabla (.8) podemos calcular la variaci/n

    de entalpía para la reacci/n,

    62!g" 9 P:2!g" ; 62:!g"

    - 20 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    21/28

    os valores pueden ser sustituidos en el ciclo,

     

    El cambio de entalpía para la ruta directa es el mismo que el de la ruta indirecta. a

    direcci/n de la flec&a para la ruta indirecta es opuesta a la de la flec&a roja) y por lo

    tanto el signo de este cambio de entalpía debe invertirse,

    56r ѳ = !8

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    22/28

    8na reacción en ase gaseosa será endotérmica si se libera menos energía cuando se

     orman enlaces %proceso exotérmico( que la necesaria para romper los enlaces

    %proceso endotérmico(.

    8na reacción en ase gaseosa será exotérmica si se libera más energía cuando se

     orman enlaces %proceso exotérmico( que la requerida para romper enlaces %proceso

    endotérmico(.

     Es importante se$alar que las energías de enlace sólo se pueden utilizar para decidir si

    una reacción en ase gaseosa es exotérmica o endotérmica. ,ara las reacciones que

    implican sólidos y líquidos# otras interacciones# tales como las uerzas

    intermoleculares# también deben ser consideradas.

    O'tenien+# / ent/,& +e en/ce ,rtir +e %n c"'i# +e ent/,& +e recci.n

    E(e",/#

    0tilizando las entalpías de enlace para los enlaces 131 y Or3Or y el cambio de entalpíade reacci/n dada) podemos calcular la energía media de enlace Or31 en Or1

    Reorganizando esto obtenemos,

    x Or31 = $B< 9 !< x $(?" 9 (8(

    x Or31 = $2$2

    4or lo tanto la entalpía de enlace para Or31 es $2$2) es decir) 2%2 @A mol3$.

    - 22 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    23/28

    L '*#rci.n +e /%- UV en / t".*3er

    El ozono !:

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    24/28

    - 24 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    25/28

    - 25 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    26/28

    - 26 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    27/28

    - 27 -

  • 8/17/2019 05 - Termoquímica - 2016 (1)

    28/28