Calculadora de entalpía de reacción

Resultados

Cómo usar la calculadora de entalpía de reacción

1. 1. Escribe la ecuación ajustada con estados. Por ejemplo CH4(g) + 2 O2(g) -> CO2(g) + 2 H2O(l). Pon espacios alrededor de +, usa (g), (l), (s) o (aq), y escribe los iones como Na+ o SO4^2-. También puedes pulsar «+ reactivo» o «+ producto» en la tabla en lugar de escribir.
2. 2. Corrige lo que esté marcado. Una especie que no está en la tabla se indica por su nombre, y una especie que existe en varios estados, como el agua, pide el estado. Si conoces su ΔfH°, añádelo tú con @, como en C8H18(l)@-250.1.
3. 3. Lee ΔH°rxn. Obtienes ambas sumas, la contribución de cada especie y el cálculo paso a paso. La herramienta avisa si la ecuación no está ajustada, porque el resultado escala con los coeficientes que escribiste.
4. 4. Pide una cantidad real. Elige una especie y una cantidad en mol o en gramos para obtener el calor liberado o absorbido. Cambia al modo de la ley de Hess para sumar reacciones conocidas.

La fórmula

ΔH°rxn = Σ n·ΔH°f(productos) − Σ m·ΔH°f(reactivos)

ΔH°f = 0 para un elemento en su estado estándar

ΔH(neta) = Σ (multiplicador × ±ΔH de cada paso)

La entalpía estándar de formación ΔH°f es el cambio de entalpía cuando se forma un mol de un compuesto a partir de sus elementos, cada uno en su forma más estable a 1 bar y, en estas tablas, a 298,15 K. Como los propios elementos no necesitan ningún cambio para formarse, su ΔH°f es cero: O₂(g), H₂(g), Br₂(l), grafito y demás. El coeficiente n multiplica cada valor, así que la respuesta es el cambio de entalpía por mol de reacción tal como está escrita; si duplicas todos los coeficientes, ΔH°rxn se duplica.

Ejemplo desarrollado: quemar metano

Para CH₄(g) + 2 O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O(l), con valores de ΔH°f de −74,6 para CH₄(g), −393,5 para CO₂(g) y −285,8 kJ/mol para H₂O(l):

• Productos: 1 × (−393,5) + 2 × (−285,8) = −965,1 kJ
• Reactivos: 1 × (−74,6) + 2 × 0 = −74,6 kJ
• ΔH°rxn = −965,1 − (−74,6) = −890,5 kJ por mol de CH₄ quemado

El signo indica que la reacción es exotérmica. Si cambias H₂O(l) por H₂O(g), de −241,8 kJ/mol, la respuesta pasa a −802,5 kJ: la diferencia de 88,0 kJ es el calor de condensación de dos moles de vapor de agua, a 44,0 kJ cada uno. Por eso los símbolos de estado no son decorativos: si los quitas, la herramienta te pedirá el que quieres cuando una fórmula tenga más de una entrada.

Para una cantidad real, elige CH₄(g) en «Expresa el calor para» e introduce 10 g. La masa molar es 16,043 g/mol, así que 10 g son 0,6233 mol y el calor liberado es 0,6233 × 890,5 = 555,1 kJ. Un segundo ejemplo: la glucosa, C₆H₁₂O₆(s) + 6 O₂(g) → 6 CO₂(g) + 6 H₂O(l), da ΔH°rxn = 6(−393,5) + 6(−285,8) − (−1.273,3) = −2.802,5 kJ, o unos 155,6 kJ liberados por cada 10 g.

Ley de Hess: combinar reacciones conocidas

La entalpía es una función de estado, así que el cambio de entalpía de una reacción es el mismo sea cual sea el camino seguido, y el ΔH de una reacción objetivo es la suma de los ΔH de los pasos que suman esa reacción. Tres reglas cubren todos los casos: invierte una reacción y cambia el signo de su ΔH; multiplica una reacción y multiplica su ΔH por el mismo número; suma los resultados, cancelando las especies que aparecen en ambos lados.

Para hallar ΔH de C(s) + ½O₂(g) → CO(g), que no puede medirse limpiamente porque siempre se forma algo de CO₂, combina C(s) + O₂(g) → CO₂(g), ΔH = −393,5 kJ, con el inverso de CO(g) + ½O₂(g) → CO₂(g), ΔH = −283,0 kJ. Al invertirlo, −283,0 pasa a +283,0, y la suma es −393,5 + 283,0 = −110,5 kJ, que coincide con el ΔH°f tabulado del CO. En el modo de la ley de Hess, introduce el ΔH de cada paso, marca la opción de invertir en el segundo y la herramienta hace la aritmética. Suma los números que le das; comprobar que los pasos suman realmente la ecuación objetivo te corresponde a ti.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la fórmula de la entalpía de reacción a partir de las entalpías de formación?

ΔH°rxn = Σ n·ΔH°f(productos) − Σ m·ΔH°f(reactivos), donde n y m son los coeficientes de la ecuación ajustada. Multiplica cada ΔH°f por su coeficiente, suma por separado el lado de los productos y el de los reactivos, y resta los reactivos de los productos.

¿Por qué la entalpía de formación de un elemento es cero?

La formación se define como obtener un compuesto a partir de sus elementos en sus estados estándar, así que un elemento en su estado estándar no necesita ningún cambio para formarse. O₂(g), H₂(g), Br₂(l) y el grafito valen cero. La misma sustancia en otra forma no: el diamante es +1,9 kJ/mol y el ozono O₃(g) es +142,7 kJ/mol.

¿Multiplico ΔHf por los coeficientes?

Sí. Cada ΔH°f de la tabla es para un mol, así que un coeficiente de 2 significa el doble del valor. El ΔH°rxn final es por mol de reacción tal como está escrita, y si divides entre dos todos los coeficientes, la respuesta se divide entre dos.

¿Qué significa un ΔH negativo?

Un ΔH negativo significa que la reacción libera calor al entorno a presión constante; es exotérmica. Un ΔH positivo significa que absorbe calor; es endotérmica. El signo no dice nada sobre la velocidad, y por sí solo no decide la espontaneidad, para lo que necesitas ΔG.

¿Por qué el estado del agua cambia el resultado?

El agua líquida y el agua gaseosa tienen entalpías de formación distintas: −285,8 y −241,8 kJ/mol. Al formarse H₂O(l) se libera el calor extra de 44,0 kJ/mol que da la condensación, así que la misma combustión es más exotérmica cuando el agua queda en forma líquida.

¿Por qué mi respuesta difiere un poco de la de mi libro de texto?

Los manuales tabulan valores ligeramente distintos, y algunos redondean a 0,1 o 1 kJ/mol. Comprueba qué tabla usa tu curso y, si la nota depende de ello, escribe los valores de tu libro con @ para cada especie.