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Energía de los Enlaces químicos: Se han propuesto diversos métodos para determinar los calores de reacción de los procesos químicos para los cuales no existen datos térmicos disponibles. El que ha resultado más popular es el basado en las energías de enlace, el cual es solamente aplicable a reacciones gaseosas entre sustancias que presenten enlaces intramoleculares de naturaleza covalente.

Hemos hablado del calor de reacción y lo hemos referido a la diferencia entre los calores de formación de las sustancias resultantes y de las sustancias reaccionantes, multiplicados cada uno por su coeficiente en la ecuación química balanceada. Así por ejemplo, para la reacción de hidrogenación del acetileno:

C2H2(g) + 2H2(g) -> C2H6(g)

El calor de reacción lo podemos calcular a partir de:
ΔH = ΔHf C2H6 – (ΔHf C2H2 + 2ΔHfH2)

Si sustituimos los calores de formación del etano (C2H6) y del acetileno (C2H2) por sus respectivos valores, resulta:

ΔH = –20,236 Kcal/mol – (+54,194 Kcal/mol)
= -74,43 Kcal/mol.

¿De dónde proviene esta cantidad de calor?

Los químicos asocian la cantidad de calor que se absorbe o que se desprende en una reacción gaseosa (calor de reacción) con la ruptura y formación de enlaces intramoleculares.

En una reacción química cualquiera, la ruptura de los enlaces de las moléculas de las sustancias reaccionantes requiere del suministro de energía, y la formación de nuevos enlaces en las moléculas de los productos resultantes libera cierta cantidad. La diferencia energética entre estos dos procesos es la que determina qué cantidad de calor se absorbe o se desprende cuando ocurre una reacción. El calor de una reacción se puede calcular sumando las energías de enlace de los enlaces que se rompen y restando a ese total las energías de enlace de los nuevos enlaces formados. La tabla adjunta contiene los valores de las energías de disociación de los enlaces químicos simples y múltiples a 25°C, en Kcal/mol.

Ejemplo:

Calcular el calor de la reacción de hidrogenación del acetileno: C2H2 + H2 -> C2H6.

Solución:

Si representamos cada una de las sustancias reaccionantes y resultantes, de manera tal que se distingan los enlaces presentes, y hacemos uso de los valores de las energías de enlace de la tabla, asignándole signos positivos y negativos a los que se forman, tenemos:

H H
| |
H – C ≡ C – H + 2 H – H → H – C – C – H
| |
H H

Enlaces que2H — C = 2 99 =198Kcal
se rompen1C = C = 1 198 =198Kcal
 2H — H = 2 • 104,2 =208,4Kcal
 AH =604,4Kcal
Enlaces que6C — H = 6 ■ (-99 Kcal) =-594Kcal
se forman1C — C = 1 ■ (-83 Kcal) =-83Kcal
 AH =-677Kcal

ΔH = (6Ec—H + Ec—c)+(2 Ec—H + Eoc + 2Eh—h) = -677Kcal + 604,4 Kcal
= -72,6 Kcal/mol

Conclusión del ejercicio:

De acuerdo con este resultado la hidrogenación del H—C = C—H (acetileno) debería desprender 72,6 Kcal/mol. El valor obtenido a partir de los calores de formación es de 74,43 Kcal/mol. Ambos valores se aproximan bastante, la diferencia observada se debe a que en el valor encontrado a partir de las energías de enlace se tomaron en cuenta datos aproximados.

Por otra parte conviene señalar que cuando ocurren reacciones como la anterior no todos los enlaces de las sustancias reaccionantes se rompen. Así por ejemplo, los dos enlaces C—H de la sustancia reaccionante
H—C≡C-H son los mismos que aparecen en la sustancia resultante.

Ahora que conocemos como calcular la energía de los Enlaces químicos, procederemos a estudiar los Usos de la energía calórica asociados a las reacciones químicas: https://www.dragiinfo.com/usos-de-la-energia-calorica-asociada-a-las-reacciones-quimicas/

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