1. La entalpía (H) es una propiedad termodinámica que representa la energía interna de un sistema o compuesto químico. 2. Las reacciones químicas se clasifican en exotérmicas y endotérmicas según la dirección de la energía. Las reacciones exotérmicas desprenden energía y las endotérmicas requieren energía. 3. Una reacción es espontánea cuando libera energía, es decir, cuando tiene una variación de entalpía (ΔH) negativa. 4. Para

1. LA ENERGÍA EN LAS REACCIONES QUÍMICAS
INTRODUCCIÓN.
En todas las reacciones químicas hay un intercambio de energía.
En algunas reacciones químicas se libera energía, mientras que en otras es
necesario suministrarle energía para poder obtener los productos que se
requieren.
Para el químico son importantes dos cosas:
• Saber cuanta energía puede liberar una reacción, para de esta forma
controlar el proceso y no verse sorprendido con reacciones violentas que
puedan poner en peligro su integridad y la de los demás.
• Saber cuanta energía puede consumir una reacción química con el fin de
determinar el costo energético del proceso químico y si es posible llevarlo
a cabo en condiciones adecuadas.

2. LAS REACCIONES QUIMICAS Y LA ENERGIA
En general los procesos físicos y químicos van acompañados de cambios de
Energía que pueden manifestarse de diferentes formas:
Energía calórica o Energía Energía Energía
Calorífica luminosa eléctrica Mecánica.
Ejercicio 1. buscar ejemplos de estos tipos de energías

3. CALOR DE REACCION
Es el calor liberado o absorbido en una reacción
Se puede medir utilizando las unidades de energía:
Kilocalorías (Kcal.)
calorías (cal)
joule o julio (J)
BTU.
Equivalencias:
1 Kcal. = 1000 cal. Esta equivalencia se puede escribir como factores
de conversión de la siguiente forma:
__________
1 Kcal. o de forma inversa así: ___________ según el caso.
1000 cal
1000 cal 1 Kcal.
EJERCICIO 2.
1 cal. = 4,184 J.
1 Kcal. = 4,184 Kj. Escribir estas equivalencias como factores
1 BTU = 252 cal de conversión

4. Ejemplos 1. Conversión de Cal a kilocalorías
¿Qué cantidad de Kcal. se encuentran en 12568 cal?
Sabemos que 1 Kcal. = 1000 calorías.
Esta igualdad se puede escribir como factor de conversión de la siguiente forma:
1 Kcal.
________
1000 cal.
Esta expresión escrita así se llama factor de conversión y se lee:
1 Kcal. Equivale a 1000 calorías
También se puede escribir de forma inversa y se leería:
1000 calorías equivale a 1 Kcal.
Continua…..

5. Ahora tomamos la cantidad que queremos convertir y la multiplicamos
Por el factor de conversión así:
1 Kcal.
12568 cal ----------------- = 12,568 Kcal.
1000 cal.
La respuesta es 12568 calorías equivale a 12,568 Kilocalorías.
Para el caso inverso donde tuviéramos Kcal. y los quisiéramos convertir en
cal
Haríamos lo siguiente por ejemplo:
Convertir 56,69 Kcal. En calorías.
1000 cal.
56,69 Kcal. ----------------- = 56690 calorías.
1 Kcal.
La respuesta es 56,69 Kilocalorías equivale a 56690 calorías.
(Note que el factor de conversión se invirtió para poder cancelar las
unidades)

6. Ejemplo 2. Convierta 500 BTU a Kilocalorías.
Sabemos que 1 BTU equivale a 252 calorías. ( pero no sabemos cuántas
Kilocalorías tiene 1 BTU )
Paso 1. Para este problema convertimos primero los BTU en calorías.
252 cal.
500 BTU --------------- = 126000 calorías
1 BTU
Paso 2. Ahora sabiendo que 1Kcal. = 1000 calorías
Convertimos las calorías en Kilocalorías.
Tenemos:
1 Kcal.
126000 calorías--------------------- = 126 Kcal.
1000 cal
La respuesta es 500 BTU equivale a 126 Kcal.

7. Ejercicio 3. Convierta:
1. 1526 BTU a calorías.
2. 235 calorías a BTU.
3. 300 Julios a Kilojulios.
4. 256 calorías a kilocalorías.
5. 1000 kilojulios a kilocalorías
6. 4300 BTU a julios.
7. 345 julios a BTU.

8. TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS
SEGÚN EL INTERCAMBIO DE ENERGÍA
Si
ab
s
Se orbe
de ne
no ne
m rgí
ina a
n:
S
il i deS
b
n a e one
r
ne n mi
í
a g e : na
r
EXOTERMICAS ENDOTERMICAS
Ejemplos: Ejemplos:
La combustión de gas natural. La fotosíntesis.
La respiración.
El encendido de fósforo. Reacciones de descomposición.

9. CONTENIDO CALORÍFICO O CALÓRICO
Toda sustancia posee una energía interna o contenido calorífico
Y se le denomina
ENTALPIA
La entalpía se representa por la letra (H)
Un concepto importante es la ENTALPIA DE REACCION
o calor de reacción (ΔH)
La entalpía de reacción (ΔH) no es más que la diferencia entre las entalpías
de los productos y la entalpía de los reactivos, así:
(ΔH) = ΣH (productos) - Σ (reactivos)
Cuando (ΔH) > 0 la reacción es endotérmica. (no espontánea)
Cuando (ΔH) < 0 la reacción es exotérmica. (espontánea)

10. Entalpía de formación de algunas sustancias (como leerla)
Observe que la entalpía
Sustancias Kcal./mol Kj./mol varía según el estado de
agregación o de la materia
H2O(l) -68,3 -285,9
H2O(g) -57,8 -241,8 } H2O(l)
CO(g) -26,4 -110,5
CO2(g) -94,0 -393,5 Este subíndice indica que el
agua se encuentra en estado
NO(g) +21,6 +90,5 líquido.
Si fuese (g) indica estado
NO2(g) +8,0 +33,5 gaseoso.
NH3(g) -11,0 -46,2 Si es (s) indica estado sólido.
Si es (ac) indica acuoso.
HCOOH(l) -97,8 -409,8
C2H4O2(g) -39,8 +166,7
El término mol indica una
cantidad relativa de la molécula
Estos valores indican la cantidad de
energía que utilizaron o liberaron
para su formación.

11. Ejemplo de cálculo de entalpía de una reacción (ΔH).
En la reacción de descomposición del CaCO3 en CaO y CO2
Calcule la entalpía de la reacción
Ahora averiguamos por tabla las entalpías de formación a 25ºC
de cada uno de los compuestos de la reacción:
}
Hº(CaCO3(s)) = -1207,1 Kj/mol Recuerde: estos datos
siempre los encontrará en
Hº(CaO(s)) = -635,5 KJ/mol tablas químicas.
Hº (CO2(g)) = -393,7 Kj/mol.
La ecuación química que describe la reacción es:
Tenemos que verificar siempre que la ecuación
esté balanceada
CaCO3(s) →
Δ CaO(s) + CO2(g)
El símbolo Σ significa sumatoria. Quiere decir en
este caso que se deben sumar los productos y en
El ΔH (reacción) = ΣH (productos) – ΣH (reactivos) el otro caso sumar todos los reactivos
El cálculo se hace de la siguiente manera:
}
ΔH (reacción) = (Hº CO2(g) + Hº CaO(s) ) – Hº (CaCO3(s) )
}
Productos Reactivos

12. De la ecuación química: 1 CaCO3 (s) → 1 CaO (s) + 1 CO2(g) observe:
Estos coeficientes indican
el número de moles
Coeficientes.
Los coeficientes se deben multiplicar por la entalpía de cada compuesto
cuando son diferentes a uno.
Recuerde: El procedimiento
es algebraico. Hay que tener
ΔH (reacción) = (-635,5+(-393,7) – (-1207,1) en cuenta los signos.
}
}
Productos Reactivos
ΔH (reacción) = (-635,5-393,7) + 1207,1
ΔH (reacción) = -1029,2+1207,1
ΔH (reacción) = +177,9 Kj/mol
Al ser el valor de ΔH > 0 (es decir positivo) la reacción es endotérmica.
Quiere decir esto que la reacción no es espontánea.

13. Una reacción no
espontánea es aquella a
la cual hay que
Al ser el valor de ΔH > 0 (es decir positivo) suministrarle energía
la reacción es endotérmica. para que ocurra.
Quiere decir esto que la reacción no es espontánea.
espontánea
La respuesta al problema sería: Por cada mol de CaCO3 para su
Descomposición hay que suministrar 177,9 Kj de energía.

14. Ejemplo 2. Utilice las entalpías de formación para calcular el ΔH de reacción.
La ecuación química es:
Fe2O3 (s) + CO(g) → Fe (s) + CO2(g)
Debemos balancearla colocando los coeficientes adecuados.
Observe: que el número de elementos de
los reactivos es igual al número de
elementos de los productos.
Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g)
Ahora buscamos las entalpías de formación en la
Tabla de entalpías.
Debemos tener en cuenta los estados de la materia
es decir los estados de agregación.

15. Tabla de entalpías a 25º C y 1 atm de presión.
compuesto H (Kj/mol) compuesto H (Kj/mol)
H2O(g) -241,8 CO (g) -110.5
H2O(l) -285,9 NO (g) +90,37
HF (g) -269 NO2 (g) +33,8
HCl (g) -92,30 HNO3 (l) -173,2
HBr (g) -36,2 NaCl (s) -411,0
HI (g) +25,9 MgO (s) -601,83
H2s (g) -20,2 CaO (s) -635,5
HCN (g) +130,5 Ca(OH)2 (s) -986,59
NH3 (g) -46,9 CaCO3 (s) -1206,9
CO2(g) 393,5 ZnO(s) -348,0
PH3 (g) +9.25 BaO (s) -588,1
CH4 (g) -74,85 Al2O3 (s) -1669,8
SO2 (g) -296,9 Fe2O3 (s) -822,2

16. De la tabla hemos extraído los siguiente datos:
Hº CO (g) = -110.5 Kj/mol.
Hº CO2(g)= -393,5 Kj/mol. Entalpías de formación
Hº Fe2O3 (s) = -822,2 Kj/mol.
Faltarían las entalpías del Fe pero como es un elemento su
entalpía de formación es cero (0).
Los elementos no tienen entalpía de
Fe, O2, Al, Cl2. S, etc. formación por lo tanto su valor es cero (0).
Ahora procedemos al cálculo:
El ΔH (reacción) = ΣH (productos) – ΣH (reactivos)
La reacción es: Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g)

17. Ahora procedemos al cálculo:
El ΔH (reacción) = ΣH (productos) – ΣH (reactivos)
La reacción es: Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g)
ΔH (reacción) = (Hº CO2(g) *3moles ) - (Hº Fe2O3(s) *1 mol + Hº CO(g) * 3 moles)
Observe que los coeficientes son diferentes a uno por lo tanto hay que
multiplicar las entalpías por los valores de sus coeficientes.
Debemos resolver
algebraicamente
Reemplazamos valores:
ΔH (reacción) = (-393,5 Kj/mol.*3 mol) – (-822,2 Kj/mol* 1mol + (-110.5 Kj/mol*3 moles))
ΔH (reacción) = (-1180.5 Kj.) - (-822,2 Kj. – 331,5 Kj.)
ΔH (reacción) = -1180,5 Kj - ( - 1153,7 Kj)
ΔH (reacción) = -1180,5 Kj + 1153,7 Kj ΔH (reacción) = - 26,8 Kj

18. EJERCICIOS 4.
Calcule las entalpías de reacción (ΔH) para las siguientes reacciones:
1. H2S(g) + O2(g) → H2O(l) + SO2(g)
2. Fe2O3(s) + H2(g) → Fe(s) + H2O(g)
3. 2NH3(g) + 2CH4(g) + 3O2(g) → 2 HCN (g) + 6H2O(l)
Prediga si las reacciones son espontáneas o no.
Nota: use las tabla de entalpías que se presenta en la diapositiva 15.

19. Responder:
1. ¿Qué es la entalpía?
2. ¿Cómo se clasifican las reacciones químicas según la dirección de la
energía?
3. ¿Cuándo una reacción es espontánea?
4. ¿Por qué es importante para el químico estudiar la energía en las
reacciones químicas?
5. ¿Cuáles son los estados de agregación?