Entalpia de formació

Plantilla:Fusionar des de La entalpia de formació (ΔH_f) d'un compost químic és la variació d'entalpia de la reacció de formació de dit compost a partir de les espècies elementals que ho componen, en la seua forma més abundant. Per eixemple, l'entalpia de formació del aigua, formada per hidrogen i oxigen, seria equivalent a l'entalpia de reacció d'hidrogen diatómico i oxigen diatómico.

Aixina, l'entalpia de formació d'un compost és l'energia necessària per a formar un mol de dit compost a partir dels seus elements, mida, normalment, en unes condicions de referència estàndar, 1 atm de pressió i una temperatura de 298 K (25 °C).

Esta entalpia és negativa quan es tracta d'una reacció exotèrmica, que desprén calor, mentres que és positiva quan és endotèrmica.

L'entalpia estàndar de formació d'un compost és la variació d'entalpia que acompanya la formació de 1 mol d'una substància en el seu estat estàndar a partir dels seus elements constituents en el seu estat estàndar (la forma més estable d'un element a 1 atmòsfera de pressió i a 25 °C de temperatura). Es denota per Δ_fH^o.

La variació d'entalpia estàndar de formació es medix en unitats d'energia per cantitat de substància. Se solen donar en kilojulios per mol (kJ mol^-1), pero pot vindre donada en qualsevol unitat en les mateixes dimensions. Tots els elements en els seus estats estàndars (oxigen gas, carbono sòlit en forma de grafit, etc.) tenen una entalpia estàndar de formació de zero, ya que la seua formació no supon cap procés.

La variació d'entalpia estàndar de formació s'usa en termoquímica per a trobar la variació d'entalpia estàndar de reacció. Açò es fa restant-li la suma de les entalpies estàndar de formació dels reactius a la suma de les entalpies estàndar de formació dels productes, com es mostra en la següent equació.

ΔH^O_r = ΣΔH^O_f (Productes) - ΣΔH^O_f (Reactius)

a on:

^O significa "estàndart"

_r "de reacció"

_f "de formació"

L'entalpia estàndar de formació és equivalent a la suma de varis processos per separat inclosos en el cicle de Born-Haver de les reaccions de síntesis. Per eixemple, per a calcular l'entalpia de formació del clorur de sodi, usem la següent reacció:

Na_(s) + (1/2)Cl_2(g) → NaCl_(s)

Este procés es compon de molts sub-processos independents, cada u en la seua pròpia entalpia. Per això tindrem en conte:

1. L'entalpia estàndar de sublimació del sodi sòlit
2. La primera energia de ionisació del sodi gaseós
3. L'entalpia de dissociació del clor gaseós
4. l'afinitat electrònica dels àtoms de clor
5. l'energia reticular del clorur de sodi

La suma de tots estos valors nos donarà el valor de l'entalpia estàndar de formació del clorur de sodi.

Ademés, l'aplicació de la Llei de Hess demostra que la suma de les reaccions individuals corresponents a la variació d'entalpia de formació per a cada substància en la reacció és igual a el canvi en entalpia per a la reacció total, independentment del camí seguit o del número de reaccions involucrades en el càlcul. En l'eixemple anterior la variació d'entalpia estàndar de formació del clorur sòdic és igual a la suma de la variació d'entalpia estàndar de cada u dels passos seguits per al procés. Açò és especialment útil per a reaccions llargues en molts passos i composts intermijos.

Açò nos du a la conclusió de que a voltes es definix una entalpia estàndar de formació per a una reacció hipotètica. Per eixemple, no podem combinar carbó i hidrogen en el laboratori per a formar metà, encara que definim l'entalpia estàndar de formació per al metà en -74.8 kJ mol^-1. Per últim, el signe negatiu d'este valor significa que el metà es forma a partir d'una reacció exotèrmica, és dir, que es forma en lliberació d'energia.