Entalpía estándar de formación p4o6
En química y termodinámica, la entalpía estándar de formación o calor estándar de formación de un compuesto es el cambio de entalpía durante la formación de 1 mol de la sustancia a partir de sus elementos constituyentes en su estado de referencia, con todas las sustancias en sus estados estándar. La IUPAC recomienda el valor de presión estándar p⦵ = 105 Pa (= 100 kPa = 1 bar), aunque antes de 1982 se utilizaba el valor 1,00 atm (101,325 kPa)[1] No existe temperatura estándar. Su símbolo es ΔfH⦵. El superíndice Plimsoll de este símbolo indica que el proceso se ha producido en condiciones estándar a la temperatura especificada (normalmente 25 °C o 298,15 K). Los estados estándar son los siguientes:
Para los elementos que tienen múltiples alótropos, el estado de referencia generalmente se elige para ser la forma en la que el elemento es más estable bajo 1 bar de presión. Una excepción es el fósforo, para el cual la forma más estable a 1 bar es el fósforo negro, pero se elige el fósforo blanco como estado de referencia estándar para entalpía de formación cero[2].
Entalpía del aire de formación
Energía de las reacciones químicasAlgunas reacciones químicas son muy energéticas. Un buen ejemplo es la reacción de la termita. Se trata de una reacción química clásica que a los realizadores de televisión y cine les encanta utilizar por su dramatismo. De hecho, los creadores de Breaking Bad la utilizaron para destruir la cerradura de la puerta de un almacén. Esta reacción química es bastante sencilla. El polvo de aluminio y el óxido de hierro reaccionan juntos para formar óxido de aluminio y hierro fundido. Es una reacción espectacular, altamente exotérmica, en la que se desprende mucho calor. Ahora bien, técnicamente hablando, esta reacción no es explosiva porque no se forma ningún gas. Pero es tan energética que produce temperaturas muy altas y localizadas. En las cantidades correctas, es ciertamente posible crear suficiente calor para derretir una cerradura, ¡aunque podría fácilmente incendiar la puerta y los alrededores al mismo tiempo! Una buena pregunta sería cuánta energía se necesita para fundir y destruir una cerradura. No es que te esté sugiriendo que lo hagas de verdad, pero es divertido saberlo en teoría. Para responder a esta gran pregunta, tenemos que calcular la energía, o cambio de entalpía, de la reacción. En esta lección, vamos a aprender una forma de calcular el cambio de entalpía de las reacciones químicas utilizando entalpías de formación estándar.
Entalpía del agua de formación
Una forma de informar sobre el calor absorbido o liberado por las reacciones químicas sería compilar un enorme conjunto de tablas de referencia que enumeraran los cambios de entalpía de todas las reacciones químicas posibles, lo que requeriría un esfuerzo increíble. Afortunadamente, la ley de Hess nos permite calcular el cambio de entalpía de prácticamente cualquier reacción química imaginable utilizando un conjunto relativamente pequeño de datos tabulados, partiendo de las formas elementales de cada átomo a 25 oC y 1 atm de presión.
La entalpía de formación (\(ΔH_f\)) es el cambio de entalpía para la formación de 1 mol de un compuesto a partir de sus elementos componentes, como la formación de dióxido de carbono a partir de carbono y oxígeno. La formación de cualquier compuesto químico puede ser como una reacción a partir de los elementos correspondientes:
La magnitud de ΔH para una reacción depende de los estados físicos de los reactantes y los productos (gas, líquido, sólido o solución), la presión de cualquier gas presente y la temperatura a la que se lleva a cabo la reacción. Para evitar la confusión causada por las diferencias en las condiciones de reacción y garantizar la uniformidad de los datos, la comunidad científica ha seleccionado un conjunto específico de condiciones en las que se miden los cambios de entalpía. Estas condiciones estándar sirven como punto de referencia para medir las diferencias de entalpía, del mismo modo que el nivel del mar es el punto de referencia para medir la altura de una montaña o para informar de la altitud de un avión.
Tabla de energía de Gibbs de formación
También llamada entalpía estándar de formación, el calor molar de formación de un compuesto (ΔHf) es igual a su cambio de entalpía (ΔH) cuando se forma un mol de un compuesto a 25 grados Celsius y un átomo de elementos en su forma estable. Es necesario conocer los valores del calor de formación para calcular la entalpía, así como para otros problemas de termoquímica.
Esta es una tabla de los calores de formación para una variedad de compuestos comunes. Como puedes ver, la mayoría de los calores de formación son cantidades negativas, lo que implica que la formación de un compuesto a partir de sus elementos suele ser un proceso exotérmico.
No podrás calcular el cambio de entalpía si la ecuación no está equilibrada. Si no puedes obtener una respuesta correcta a un problema, es una buena idea volver atrás y comprobar la ecuación. Hay muchos programas gratuitos en línea que pueden comprobar tu trabajo.