Dado que la entalpía es la suma de la energía interna y los tiempos de presión cambian de volumen, y en una bomba el volumen del calorímetro es constante, ¿la energía de la reacción sería igual a la entalpía?

Comencemos por la definición básica de la entalpía;

Ahora, a volumen constante, si la ecuación anterior se toma como la definición de la entalpía, entonces la siguiente ecuación debe ser verdadera;

Ahora, voy a escribir esto otra vez, pero reorganizaré los términos de una manera diferente;

Ahora, el término ( U + PV) en el lado derecho es solo H. Por lo tanto, la ecuación puede reescribirse en la siguiente forma;

Ahora, volvamos a la Primera Ley de la Termodinámica, que establece que;

Ahora, mencionaste que este es un proceso isovolumétrico que ocurre en el Calorímetro de la Bomba. Por lo tanto, podemos concluir que la integral va a ser 0. En otras palabras;

Esto implica que;

Usted encuentra que la energía de reacción Q no es igual al cambio de entalpía.

Sin embargo, si tiene líquidos o sólidos en el calorímetro de la bomba, puede suponer que los cambios de presión son insignificantes, lo que implicaría que la entalpía de reacción es igual a la energía de reacción.

Saludos 🙂

El balance energético sobre el calorímetro de la bomba será:

[matemáticas] \ frac {dU} {dt} = Q [/ matemáticas]

No hay trabajo, ya que el volumen se mantiene constante y nada fluye hacia adentro o hacia afuera. Si integra esto desde t = 0 (antes de que comience la reacción) hasta t = t * (una vez que la reacción ha terminado y el calorímetro ha vuelto a su temperatura inicial), entonces:

[matemáticas] \ int_ {0} ^ {t ^ *} dU / dt = U (t ^ *) – U (0) = \ Delta U_ {rxn} = \ int_ {0} ^ {t ^ *} Q dt [/matemáticas]

El lado izquierdo de la ecuación equivale al cambio en la energía interna, y esto solo podría suceder debido a la reacción química, por lo tanto, tenemos la energía interna de la reacción. El lado derecho es el flujo de calor en el tiempo.

Ahora, enthlpy se define de la siguiente manera:

[matemáticas] H = U + PV [/ matemáticas]

La definición no implica el cambio de volumen (eso sucede cuando conecta la definición de entalpía en la relación termodinámica fundamental). En este caso, ni la presión ni el volumen son cero, por lo que el calor de reacción medido no es la entalpía de la reacción .

No es lo mismo porque la determinación de la entalpía se realiza a presión constante, utilizando un calorímetro de presión constante.

Los datos de un calorímetro de volumen constante le dan [matemática] \ Delta E [/ matemática], y deben corregirse para cambios de presión para obtener [matemática] \ Delta H [/ matemática].

[matemáticas] \ Delta H = \ Delta E + \ Delta (PV) [/ matemáticas]

donde [math] \ Delta (PV) [/ math] es la suma de PV para cada uno de los productos menos la suma de PV para cada uno de los reactivos. El valor de [math] \ Delta (PV) [/ math] depende del cambio en el número de moles de gas en la reacción. Usando la ecuación de gas ideal,

[matemáticas] \ Delta (PV) = \ Delta n RT [/ matemáticas]

Por lo tanto:

[matemática] \ Delta H = \ Delta E + \ Delta n RT [/ matemática]

Si todos los reactivos son líquidos y sólidos, los cambios de PV son insignificantes y luego, para todos los efectos, [matemática] \ Delta H = \ Delta E [/ matemática]

Referencia: Química Física, 3ra Ed., WJ Moore, Capítulo 2.

Si, eso es correcto. De hecho, este experimento también es la prueba del calor específico molar a volumen constante, Cv. Es la entalpía de reacción de 1 mol de reactivos a volumen constante.

Aplicando Del H = P + Del V, vemos que Del V es cero.

dE = Q – W; a volumen constante W = 0, entonces dE = Q
dH = dE + PdV + VdP; a volumen constante = Q + VdP