LEY DE HESS
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LEY DE HESS
ENTALPIA:
Es una magnitud termodinámica, simbolizada con la letra H mayúscula, cuya variación expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, es decir, la cantidad de energía que un sistema intercambia con su entorno.
ΔH es la variación de entalpía.
Hfinal es la entalpía final del sistema. En una reacción química, Hfinal es la entalpía de
los productos.
Hinicial es la entalpía inicial del sistema. En una reacción química, Hinicial es la entalpía
de los reactivos.
Unidades:cal/mol.
LEY DE HESS:
En termodinámica, la ley de Hess, propuesta por Germain Henri
Hess en 1840, establece que: «si una serie
de reactivos reaccionanpara dar una serie de productos, el calor de
reacción liberado o absorbido es independiente de si la reacción
se lleva a cabo en una, dos o más etapas», esto es, que los
cambios de entalpía son aditivos: ΔHneta = ΣΔHr.
Equivalentemente, se puede decir que el calor de reacción sólo
depende de los reactivos y los productos, o que el calor de
reacción es una función de estado; en este sentido la ley de Hess es
la aplicación a las reacciones químicas del primer principio de la termodinámica; debido a
que fue enunciada unos diez años antes que ésta, conserva su nombre histórico.1 El
propósito de este planteamiento es analizar de forma muy breve las bases de la
Termoquímica como una solución a problemas de transferencia de calor en dichos
procesos.
Cuando se busca saber qué tanto calor como una forma de la energía absorbida o
desprendida está presente en una reacción, es porque la misma juega un papel muy
importante de los cambios químicos, la pregunta obvia en este caso resulta; ¿A qué se debe
esa importancia? Se debe a que en todo cambio químico hay ruptura y formación de nuevos
enlaces químicos y para que haya esa ruptura, se requiere energía y algunas veces en la
formación de los nuevos enlaces se requiere de menor energía para su formación y por
tanto se desprende la energía sobrante, razón por la cual, el estudio del calor y de su
relación con los cambios químicos resulta tan importante. Además de lo anterior es
necesario también conocer si el proceso depende no solo de si el cambio se efectúa a
volumen o presión constante, sino también de las cantidades de sustancia considerada, su
estado físico, temperatura y presión.
APLICACIONES
La ley de Hess se utiliza para deducir el cambio de entalpía en una reacción ΔHr, si se puede escribir esta reacción como un paso intermedio de una reacción más compleja, siempre que se conozcan los cambios de entalpía de la reacción global y de otros pasos.
En este procedimiento, la suma de ecuaciones químicas parciales lleva a la ecuación de la reacción global. Si la energía se incluye para cada ecuación y es sumada, el resultado será la energía para la ecuación global. Este procedimiento se apoya en que ya han sido tabuladas los calores de reacción para un gran número de reacciones, incluyendo la formación a partir de sus elementos constituyentes de buena parte de las sustancias químicas conocidas. Un caso relevante de este tipo de aplicación es el llamado ciclo de Born-Haber(es un caso particular de la ley de Hess)
Ciclo de Born-Haber
FIG N°02:Ciclo de Born–Haber para el NaCl.
La energía de red también se puede determinar
experimentalmente de un modo indirecto aplicando
la ley de Hess, que es un caso particular del primer
principio de la termodinámica. En este caso se usa el
llamado ciclo de Born-Haber que consiste en evaluar un ciclo termodinámico que es el
resultado de considerar, o bien la energía puesta en juego en la formación del compuesto
iónico sólido por un camino directo, es decir, a partir de los elementos que forman el
compuesto en su estado estándar, o bien la energía transferida en la formación de dicho
compuesto a partir de sus elementos en estado estándar pero a través de un camino indirecto
que comprende varias etapas:
1. Proceso de formación de átomos en estado gaseoso a partir de los elementos en su
estado estándar. En esta etapa generalmente habrá que tener en cuenta energías
asociadas a la sublimación, vaporización o disociación de los elementos que formarán
el compuesto iónico, y que dependerá del estado de agregación en el que estos se
encuentren.
2. Formación de los iones estables, que se encuentran en el retículo iónico, a partir de
los elementos en estado gaseoso. Están implicadas la energía de ionización y
la afinidad electrónica de dichos elementos.
3. Formación de la red cristalina a partir de los iones estables gaseosos. Es una energía
desprendida cuando se forma un compuesto iónico a partir de un metal y un no metal.
Ejemplo:
Dadas las reacciones (a) H2(g) + ½ O2(g) H2O(g) H1
0 = – 241’8kJ
(b) H2(g) + ½ O2(g) H2O(l) H20 = – 285’8 kJ
calcular la entalpía de vaporización del agua en condiciones estándar.
La reacción de vaporización es...
(c) H2O(l) H2O(g) H03 = ?
H03 = H0
1 – H02 = – 241’8 kJ – (–285’8 kJ) = 44 kJ
H0vaporización = 44 kJ /mol
ENTONCES: una ecuación química se puede expresar como combinación lineal de otras, podremos igualmente calcular H de la reacción global combinando los H de cada una de las reacciones.