Concepto de calor de disolución. Calor de disolución de dilución. Entalpía. Calor de solución. Proceso de disolución. Fórmula para el calor de disolución. Ley de Hess.
Concept of heat of dissolution. Heat of solution of dilution. enthalpy Heat of solution. Dissolution process. Formula for heat of solution. Hess's law.
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Calor de disolución
El Calor de disolución: es el que se desprende al disolverse una sustancia en un líquido.
La mayor parte de las materias emiten calor al disolverse, aunque su cantidad no es generalmente suficiente para que tenga algún efecto en lo que respecta a la protección contra incendios.
Algunos productos químicos (tales como el ácido sulfúrico concentrado) emiten calor en cantidades que pueden llegar a ser peligrosas. Los productos que reaccionan en al agua de esta manera no son combustibles por sí mismos, pero el calor liberado puede ser suficiente para producir la ignición de algún material combustible próximo.
Inversamente a la mayor parte de los materiales, el nitrato amónico absorbe calor cuando se disuelve en agua (calor de solución negativo). Algunos productos de primeros auxilios para empleo en los casos en que se recomienda la aplicación del frío consisten en nitrato amónico seco en paquetes estancos que se enfrían en contacto con agua.
Calor de disolución de dilución
El calor de disolución o Entalpia* de dilución es el calor involucrado cuando la sustancia se disuelve generalmente en 100 ml de agua.
- *La entalpía es la cantidad de energía que un sistema termodinámico intercambia con su medio ambiente en condiciones de presión constante, es decir, la cantidad de energía que el sistema absorbe o libera a su entorno en procesos en los que la presión no cambia.
El calor de solución de una sustancia está definido como la suma de la energía absorbida, o energía endotérmica (expresada en kJ/mol «positivos»), y la energía liberada, o energía exotérmica (expresada en kJ/mol «negativos»).
Proceso de disolución
El proceso de disolución puede verse, termodinámicamente, como si consistiera en tres etapas:
- Ruptura de las atracciones soluto-soluto (endotérmica), por ejemplo la energía reticular en el caso de las sales.
- Ruptura de las atracciones solvente-solvente (endotérmica), por ejemplo el enlace de hidrógeno en el agua.
- Formación de atracciones solvente-soluto (exotérmica), en la solvatación.
El valor del cambio de entalpía global: es la suma de los cambios de entalpía individuales de cada paso.
Por ejemplo, al disolver nitrato de amonio en agua descenderá la temperatura del agua (la solvatación no compensa el gasto de energía en romper la estructura cristalina), mientras que el agregar hidróxido de potasio a agua aumentará la temperatura del sistema.
Calor de solución de algunos compuestos seleccionados:
Cloruro de hidrógeno – 74.84
Nitrato de amonio + 25.69
Hidróxido de potasio – 57.61
Cloruro de sodio + 3.87
Clorato de potasio + 41.38
Hidróxido de sodio – 44.51 KJ/mol
Fórmula para el calor de disolución
El calor de disolución representa la cantidad de entalpia de la disolución final y la entalpia de los componentes originales (es decir soluto y disolvente) antes de mezclarse. Así:
∆H disolución = H disolución – H componentes
Mediante la Ley de Hess*, es posible considerar ∆H disolución como la suma de ∆H hidratación y la energía reticular. Así:
∆H disolución = ∆H hidratación + Energía reticular
- Ley de Hess*: La ley de Hess en termodinámica es empleada para comprobar indirectamente el calor de reacción, si un proceso de reactivos reaccionan para dar un proceso de productos, el calor de reacción liberado o absorbido es independiente de si la reacción se realiza en uno o más períodos. Es decir, que el calor de reacción solo necesita de los reactivos y los productos, o también que el calor de reacción es una función de estado.
