1.1.6 Termoquímica. Ley de Hess.

 Termoquímica. Ley de Hess.

La Termoquímica estudia los cambios energéticos ocurridos durante las reacciones químicas. El calor que se transfiere durante una reacción química depende de la trayectoria seguida puesto que el calor no es una función de estado. Sin embargo, generalmente las reacciones químicas se realizan a P=cte o a V=cte, lo que simplifica su estudio. La situación más frecuente es la de las reacciones químicas realizadas a P=cte, y en ellas el calor transferido es el cambio de entalpía que acompaña a la reacción y se denomina "entalpía de reacción". La entalpía es una función de estado, luego su variación no depende de la trayectoria.
La combustión (ver figuras 8.23 y 8.24) es un ejemplo de reacciones químicas donde se liberan grandes cantidades de energía. Por ejemplo, la combustión del hidrógeno que se indica a continuación:
 
 En este caso, el sistema es el hidrógeno, el oxígeno y el agua que se forma. Los alrededores son el resto del Universo. Como la energía no se destruye ni se crea, toda la energía liberada por el sistema la ganan los alrededores. De esta forma, la energía se transfiere en forma de calor del sistema hacia los alrededores. A este tipo de procesos se les conoce como exotermicos.

Otro tipo de reacciones, como la de descomposición del óxido de mercurio, requieren de energía para llevarse a cabo. Esto se representa de la siguiente forma:
   
En esta reacción, el sistema está formado por el óxido de mercurio, el mercurio y el oxígeno. Los alrededores son el resto del Universo. La energía se transfiere en forma de calor en este caso de los alrededores hacia el sistema. Si al sistema no se le da energía, la reacción de descomposición del óxido de mercurio no se lleva a cabo. A este tipo de procesos se les llama endotérmicos.
En un proceso endotérmico, la energía se transfiere en forma de calor desde los alrededores hacia el sistema.
*En una reacción exotérmica, la energía que pierde el sistema la ganan los alrededores.   En una reacción endotérmica, la energía que gana el sistema es la que perdieron los alrededores.

Ley de Hess

 Germain Henry Hess (Ginebra, 1802-San Petersburgo, 1850) fue un fisicoquímico ruso de origen suizo que sentó las bases de la termodinámica actual. Trabajó fundamentalmente la química de gases, y enunció la ley que nos disponemos a comentar ahora:
"En una reacción química expresada como la suma (o diferencia) algebraica de otras reacciones químicas, puesto que es función de estado, la entalpía de reacción global es también la suma (ó diferencia) algebraica de las entalpías de las otras reacciones."
Ley anunciada en 1840 por el químico suizo German Henry Hess. Esta Ley también puede llamarse Ley de aditividad de las entalpías de reacción. Se trata de un método útil cuando no es posible calcular las entalpías de reacción a partir de las entalpías de formación, o en reacciones en las que la entalpía de reacción no se puede determinar experimentalmente por ser ésta muy lenta o muy explosiva.
Para llegar al fundamento de la Ley de Hess, vamos a considerar un ejemplo antes de enunciarla. Se trata de la reacción de formación de CO2(g):
Esta reacción se puede producir tal y como la hemos escrito, en una sola etapa, o también puede darse en dos etapas. En una primera etapa se formaría monóxido de carbono, CO, y después, una vez formado el monóxido de carbono, éste vuelve a reaccionar con oxígeno para dar CO2. Las etapas son:
La energía total desprendida en la formación de 1 mol de CO2 es la misma tanto si se da en una etapa como en dos, ya que para determinar la energía total desprendida cuando se da en dos etapas basta sumar las variaciones de entalpía de las etapas en las que transcurre.
ΔH1 = ΔH2 + ΔH3
-393,5 = -110,4 + (-283,1)
Esta es la base de la Ley de Hess, que la variación de entalpía asociada a una reacción química efectuada a presión constante es la misma si se verifica directamente en una sola etapa o en varias. De forma general:

Otra forma de enunciarla:
Cuando dos o más ecuaciones químicas se suman o restan, para dar una nueva ecuación química, entonces sumando o restando los cambios en la entalpía en operaciones paralelas podemos calcular el cambio en la entalpía de la reacción representada por la nueva ecuación. A esto se le conoce como La ley de Hess.

 Autores:
Ortega López Sebastián Basilio
Ramos Lugo Oscar Iván

 Bibliografía:
http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Garritz-Gasque-MartinezCapitulo8_25230.pdf
http://www.quimitube.com/videos/termodinamica-teoria-14-calculo-de-la-entalpia-de-una-reaccion-por-la-ley-de-hess
http://www.mcnbiografias.com/app-bio/do/show?key=hess-germain-henri-ivanovich

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