Calcular la entalpía de una reacción

Escribe la reacción (no hace falta ajustarla). Las entalpías de formación de las sustancias más habituales ya están; si falta alguna, escríbela abajo: C5H12 = -146,8. Los elementos (O2, H2, C, Fe…) valen 0.

En resumen

La entalpía de reacción se calcula con las de formación: ΔH = Σ n · ΔH°f(productos) − Σ n · ΔH°f(reactivos). En la combustión del propano, C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O: ΔH = [3 · (−393,5) + 4 · (−285,8)] − (−103,8) = −2219,9 kJ, muy exotérmica.

Entalpía de reacción con las entalpías de formación

ΔH°reacción = Σ n · ΔH°f(productos) − Σ n · ΔH°f(reactivos)
  • ΔH°reacción: entalpía de la reacción, en kJ. Negativa si desprende calor (exotérmica).
  • n: coeficiente de cada sustancia en la reacción ajustada.
  • ΔH°f: entalpía de formación de cada sustancia, en kJ/mol (0 para los elementos).
  • Σ: «suma de».

Es una consecuencia de la ley de Hess: la entalpía solo depende del estado inicial y final, así que se puede «deshacer» cada reactivo en sus elementos y «formar» cada producto. La entalpía de formación de un elemento en su forma estable (O₂, H₂, C grafito, Fe…) es 0 por definición.

Ejemplos resueltos

Combustión del propano: C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O

ΔH = [3 · (−393,5) + 4 · (−285,8)] − [(−103,8) + 0] = −2219,9 kJ.

Probar este ejemplo

Combustión del metano: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

ΔH = [(−393,5) + 2 · (−285,8)] − [(−74,8) + 0] ≈ −890,3 kJ.

Probar este ejemplo

Síntesis del amoniaco: N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃

ΔH = 2 · (−46,1) − [0 + 0] = −92,2 kJ.

Probar este ejemplo

Negativo: la reacción es exotérmica, desprende 2219,9 kJ por cada mol de propano que se quema.

Entalpías de formación a 25 °C (kJ/mol)

Agua (líquida)H₂O-285,8
Dióxido de carbonoCO₂-393,5
Monóxido de carbonoCO-110,5
MetanoCH₄-74,8
EtanoC₂H₆-84,7
PropanoC₃H₈-103,8
ButanoC₄H₁₀-125,7
Octano (líquido)C₈H₁₈-250,1
Eteno (etileno)C₂H₄52,3
Etino (acetileno)C₂H₂226,7
BencenoC₆H₆49
MetanolCH₃OH-238,7
EtanolC₂H₅OH-277,7
Ácido acéticoCH₃COOH-484,5
GlucosaC₆H₁₂O₆-1273,3
SacarosaC₁₂H₂₂O₁₁-2226,1
AmoniacoNH₃-46,1
Monóxido de nitrógenoNO90,3
Dióxido de nitrógenoNO₂33,2
Tetróxido de dinitrógenoN₂O₄9,2
Dióxido de azufreSO₂-296,8
Trióxido de azufreSO₃-395,7
Sulfuro de hidrógenoH₂S-20,6
Cloruro de hidrógenoHCl-92,3
Fluoruro de hidrógenoHF-271,1
Bromuro de hidrógenoHBr-36,4
Yoduro de hidrógenoHI26,5
Ácido sulfúricoH₂SO₄-814
Ácido nítricoHNO₃-174,1
Peróxido de hidrógenoH₂O₂-187,8
OzonoO₃142,7
Cloruro de sodioNaCl-411,2
Hidróxido de sodioNaOH-425,6
Cloruro de potasioKCl-436,7
Clorato de potasioKClO₃-397,7
Carbonato de calcioCaCO₃-1206,9
Óxido de calcioCaO-635,1
Hidróxido de calcioCa(OH)₂-986,1
Óxido de magnesioMgO-601,7
Óxido de aluminioAl₂O₃-1675,7
Óxido de hierro(III)Fe₂O₃-824,2
Óxido de hierro (magnetita)Fe₃O₄-1118,4
Óxido de cobre(II)CuO-157,3
Óxido de zincZnO-348,3

Si el agua sale como vapor, su entalpía de formación es −241,8 kJ/mol: escríbela en «Entalpías que falten».

Un poco de historia

Germain Henri Hess, químico suizo que trabajó en Rusia, enunció en 1840 que el calor de una reacción es el mismo si ocurre en un paso o en varios. Esa ley de Hess permite calcular entalpías de reacciones que no se pueden medir directamente. La palabra «entalpía» la acuñó Heike Kamerlingh Onnes a principios del siglo XX.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la fórmula de la entalpía de reacción?

ΔH = Σ n · ΔHf(productos) − Σ n · ΔHf(reactivos), con las entalpías de formación de las tablas y los coeficientes de la reacción ajustada; los elementos puros (O₂, N₂…) valen 0. La combustión del propano da ΔH ≈ −2220 kJ/mol.

¿Cómo se calcula la entalpía de una reacción?

Restando a la suma de las entalpías de formación de los productos la de los reactivos, cada una multiplicada por su coeficiente en la reacción ajustada.

¿Cuál es la entalpía de combustión del metano?

−890,3 kJ/mol con agua líquida: [(−393,5) + 2 · (−285,8)] − [(−74,8) + 0].

¿Qué significa que ΔH sea negativa?

Que la reacción es exotérmica: libera calor al entorno. Si es positiva, es endotérmica y lo absorbe.

También te puede servir. Calculadoras relacionadas.