3 QUIMICA Schaum

98 CAPÍTULO 7 TERMOQUÍMICA
suponiendo (como se hará en este libro) que C es independiente de la temperatura. Con frecuencia, se usan subíndices
para indicar que una capacidad calorífica se mide a presión constante, C p , o a volumen constante, C v . Si se usa C p ,
∆H = C p ∆T
Las cantidades C y H son extensivas, lo que significa que son proporcionales a la cantidad de materia que se considera
en el proceso o en la reacción. Se establece que c, c p y c v , con minúscula, representen las capacidades caloríficas
específicas y que w sea la masa de la muestra. Entonces:
C = cw
Cuando en este libro se omita el subíndice, es porque se habla de C p (a presión constante). Además, observe que,
dependiendo del autor, se usan otros símbolos para calor específico como c, C, C s , CE o s.
Cambio de fase de una sustancia pura
El calor que debe absorberse para fundir una sustancia se llama calor latente de fusión, o bien, en forma abreviada,
calor de fusión. Por ejemplo, para fundir hielo a 0°C, el proceso se puede escribir en la forma:
H 2 O(s) → H 2 O(l)
a 0°C, 1 atm q(fusión) = 80 cal/g
Así como (gas) o (g) en el capítulo 6 indicaban el estado gaseoso, (s) se refiere al estado sólido y (l) al estado líquido.
∆H = q(fusión) = (80 cal/g)(18.0 g/mol) = 1.44 kcal/mol de H 2 O, o bien, 6.02 kJ/mol de H 2 O
Hay un valor de calor latente de evaporación (se abrevia calor de evaporación o de vaporización), ∆H(evaporación),
cuando se efectúa a temperatura y presión constantes. El calor latente de evaporación del agua a 100°C y 1 atm es 540
cal/g o 9.72 kcal/mol (40.7 kJ/mol).
Hay un valor de ∆H para el proceso de sublimación, llamado calor latente de sublimación (o calor de sublimación).
La sublimación es la conversión del estado sólido al estado gaseoso, sin pasar por el estado líquido. Por ejemplo, el
yodo elemental, I 2 , y el CO 2 son sustancias que se subliman a 1 atm de presión.
Reacción química
Una reacción química va a compañada por un cambio de entalpía. El Hf o es el calor estándar de formación, que es
el cambio de entalpía que se lleva a cabo cuando se forma un mol de una sustancia a partir de los elementos que la
componen, como se ve a continuación:
C(grafito) + O 2 (g) → CO 2 (g)
H 2 (g) + I 2 (s) → 2HI(g)
H o f
=−393.51 kJ
H =+52.72 kJ
En la primera reacción se liberan 393.51 kJ (es una reacción exotérmica) cuando se forma un mol de CO 2 gaseoso a
partir de grafito y oxígeno. Cuando se forman 2 moles de HI a partir de hidrógeno gaseoso y yodo sólido, se absorben
52.72 kJ (reacción endotérmica). En el caso de la segunda reacción, el calor estándar de formación es +26.36 kJ/mol
de HI formada; la cantidad total de energía que interviene en la reacción, tal como está escrita, es el doble del calor
estándar de formación, porque se forman dos moles del producto. La razón por la que ∆H es el símbolo, en lugar de
Hf o , es debido a que la reacción no se refiere a la formación de un mol de producto; entonces, Ho f
, que se calcula
por cada mol, no es un símbolo adecuado para la reacción. Además, observe que se usa el superíndice o en Hf o, y en
otros factores como S o , Hf o o ∆Eo , para indicar la condición estándar de presión, 1 atm (1 bar), en general 25°C, y
para sustancias en disolución, la concentración 1 molal (vea el capítulo 12). Como referencia fácil, en la tabla 7-1