Por qué no es posible el cálculo directo:
* calor de formación es un valor específico a una temperatura y presión específicas (generalmente condiciones estándar:298 K y 1 atm). Representa el cambio de entalpía cuando se forma un mol de la sustancia a partir de sus elementos en sus estados estándar.
* entalpía es una función de estado, lo que significa que depende solo de los estados iniciales y finales, no de la ruta tomada. Sin embargo, el cambio en la entalpía (ΔH) depende del cambio de temperatura.
Cómo calcular el calor de formación a una temperatura diferente:
1. Ley de Kirchhoff: Esta ley le permite calcular el cambio de entalpía (y, por lo tanto, el cambio en el calor de formación) en un rango de temperatura. Afirma:
`` `` ``
ΔH (t2) =ΔH (t1) + ∫ (t1 a t2) cp dt
`` `` ``
Dónde:
* ΔH (T2) es el cambio de entalpía (o calor de formación) a la temperatura T2
* ΔH (T1) es el cambio de entalpía (o calor de formación) a la temperatura T1
* CP es la capacidad de calor molar a presión constante de la sustancia. Este valor puede variar con la temperatura, por lo que es posible que necesite usar un valor promedio o una ecuación más detallada para CP.
2. Procedimiento:
* Obtener valores de CP: Encuentre la capacidad de calor molar de la sustancia a presión constante (CP) sobre el rango de temperatura de interés. Puede encontrar estos valores en tablas o bases de datos.
* Integrar: Integre los valores de CP en el rango de temperatura (T1 a T2). Si CP es constante, la integración es sencilla. Si varía con la temperatura, es posible que deba usar métodos numéricos o una ecuación para CP que incorpore la dependencia de la temperatura.
* Calcule ΔH (T2): Sustituya los valores en la ecuación de Kirchhoff para calcular el calor de formación a la nueva temperatura.
Ejemplo:
Supongamos que tiene el calor estándar de formación (ΔHF °) de CO2 a 298 K. Desea encontrar el calor de formación a 500 K.
1. Obtener valores de CP: Busque el valor promedio de CP para CO2 entre 298 K y 500 K.
2. Integrar: Calcule la integral de CP sobre el rango de temperatura (298 K a 500 K).
3. Aplicar la ley de Kirchhoff: Agregue el resultado de la integración al calor estándar de formación de CO2 (ΔHF °).
Consideraciones importantes:
* Precisión de CP: La precisión de su calor calculado de formación depende en gran medida de la precisión de los datos de CP que usa.
* Cambios de fase: Si la sustancia sufre un cambio de fase (como la fusión o la ebullición) dentro del rango de temperatura, debe tener en cuenta el cambio de entalpía asociado con esa transición de fase.
* Reacciones complejas: Para las reacciones con múltiples reactivos y productos, debe aplicar la ley de Kirchhoff a cada sustancia involucrada en la reacción.
¡Avíseme si tiene una sustancia y temperaturas específicas que le gustaría calcular!
