1. Comprender el concepto:
* Congelación Es un cambio de fase donde un líquido se transforma en sólido. Este proceso libera calor, conocido como entalpía de fusión .
* Entalpía de fusión (ΔHfus) es la cantidad de energía térmica absorbida o liberada cuando un mol de una sustancia sufre un cambio de fase de sólido a líquido (fusión) o de líquido a sólido (congelación).
* Masa molar es la masa de un mol de una sustancia.
2. El papel de la estequiometría:
* Proporciona masa molar: La estequiometría ayuda a determinar la masa molar de la sustancia que se congela. Esto es crucial para convertir la masa de la sustancia a moles.
* Relaciona los Moles con la Energía: La estequiometría nos permite utilizar la entalpía de fusión (ΔHfus), que se expresa por mol, para calcular el cambio de energía para una masa específica de la sustancia.
3. Cálculo:
1. Calcule el número de moles (n):
* n =masa (g) / masa molar (g/mol)
2. Utilice la entalpía de fusión (ΔHfus) para calcular el cambio de energía (Q):
* Q =n * ΔHfus
Notas importantes:
* Convención de signos: ΔHfus generalmente se informa como un valor positivo para la fusión (proceso endotérmico). Para la congelación (proceso exotérmico), la energía liberada es negativa (Q =-n * ΔHfus).
* Unidades:
* La masa suele expresarse en gramos (g).
* La masa molar está en gramos por mol (g/mol).
* La entalpía de fusión suele expresarse en julios por mol (J/mol) o kilojulios por mol (kJ/mol).
* El cambio de energía (Q) estará en julios (J) o kilojulios (kJ).
Ejemplo:
Digamos que quieres calcular la energía liberada cuando se congelan 10 gramos de agua.
* Masa molar del agua (H2O): 18,015 g/mol
* Entalpía de fusión del agua: 6,01 kJ/mol
1. Calcular moles de agua: norte =10 g / 18,015 g/mol =0,555 mol
2. Calcular la energía liberada: Q =- (0,555 mol) * (6,01 kJ/mol) =-3,34 kJ
Por lo tanto, 10 gramos de agua congelada liberan aproximadamente 3,34 kJ de energía.
La estequiometría proporciona el marco para conectar la masa de una sustancia con sus propiedades molares, lo que nos permite calcular los cambios de energía involucrados en las transiciones de fase.
