LA energía de unión esta involucrado en el descansooentrenando de uno o más enlaces entre átomos de una molécula. La molécula de gas hidrógeno, por ejemplo, tiene un enlace simple (sigma) entre los átomos involucrados:
Fórmula estructural del gas hidrógeno
Para que esta molécula se haya originado, se formó el enlace simple entre sus átomos. Cuando esta molécula participa en una reacción química con cloro gaseoso (Cl2), por ejemplo, para la formación de ácido clorhídrico (HCl), los enlaces simples presentes en H2 y en el Cl2 debe romperse con la consiguiente formación de un enlace sencillo en el HCl.
Representación de la ruptura de enlaces simples en el reactivo y formación de un enlace simple en el producto.
Los átomos se unen para lograr su estabilidad electronica, es decir, pasan de una situación de mayor energía a una situación de menor energía. Así, podemos decir que cuando se forma el enlace entre átomos, se libera energía; por tanto, en consecuencia, su degradación depende de la absorción de energía.
Si entendemos eso el rompimiento (ruptura) de un enlace químico ocurre cuando se le suministra una cantidad de energía (xKcal), llegamos a la conclusión de que este es un proceso endotérmico. Por el contrario, formar un vínculo implicará la lanzamiento da misma cantidad de energía (-xkcal), siendo, entonces, un proceso exotérmico.
Como las reacciones químicas se clasifican en endotérmico o exotérmico, podemos usar el conocimiento de las energías de enlace de las moléculas de reactivos y productos para determinar el cambio de energía (ΔH) del proceso químico y luego clasificarlo.
Por ejemplo, vea la siguiente ecuación:
Enlaces químicos en participantes en una ecuación química
Tenemos enlaces sencillos en cada uno de los participantes de la reacción. Tienen los siguientes valores:
[A-B] = 50 Kcal
[CD] = 100 Kcal
[B-D] = 80 Kcal
[ANTES DE CRISTO] = 230 Kcal
Con los valores anteriores, podemos calcular la energía involucrada en romper los enlaces de los reactivos y formar los enlaces de los productos de la siguiente manera:
En reactivos
50 Kcal para romper el enlace AB y 100 Kcal para romper el enlace CD, es decir, en el reactivo se utilizarán 150 Kcal para romper los enlaces.
En productos
80 Kcal para formar enlace BD y 230 Kcal para formar enlace AC, es decir, se liberarán 310 Kcal en el producto en la formación de enlaces
Con los valores de las energías involucradas en los reactivos y productos, es posible saber si la reacción ha absorbido o liberó más energía simplemente restando la energía utilizada en la interrupción de la energía liberada en el formación:
ΔH = Energía de reactivos - Energía de productos
ΔH = 230 - 310
ΔH = -80 Kcal
No pares ahora... Hay más después de la publicidad;)
Como la reacción tiene más liberación de energía que absorción, el ΔH negativo es, por lo tanto, exotérmico.
NOTA: Si el coeficiente estequiométrico del participante es diferente de 1, debemos multiplicar el valor energético de la conexión por el coeficiente, por ejemplo:
Ecuación de formación de HCl
Dado que el coeficiente de HCl es 2, debemos multiplicar el valor de la unión de HCl por 2.
Ahora siga la resolución de un ejercicio sobre la unión de energía en una reacción química:
Ejemplo: Dadas las siguientes energías de enlace, en kilojulios por mol de enlaces (valores absolutos):
H - H = 436
N ≡ N = 945,6
N - H = 391
Calcule el calor (en kilojulios por mol de NH3 (g)) involucrado en la reacción representada por:
Enlaces químicos en la reacción de formación de NH3
Resolución:
El primer paso para resolver este ejercicio es reescribir la ecuación proporcionada demostrando los enlaces químicos presentes en cada una de las moléculas:
No N2: tenemos un triple enlace (porque el N, la familia del nitrógeno, debe formar tres enlaces porque tiene cinco electrones en la capa de valencia);
en H2: Tenemos un enlace simple (porque el H debe formar un solo enlace porque solo tiene un electrón en la capa de valencia);
en NH3: Tenemos la presencia de tres enlaces simples (porque cada H necesita un enlace y el N, tres enlaces).
Ecuación que demuestra los vínculos en la formación de NH3
Como el ejercicio proporcionó los valores para cada enlace, el primer paso es determinar la energía de enlace relacionada con cada uno de los participantes:
- Para entonces2
Tenemos 1 mol en norte2en la ecuación y, para romper su conexión, necesitamos 945.4 KJ, por lo tanto:
1.945,4 = 945,4 KJ
- A la H2
Tenemos 3 mol en H2en la ecuación y, para romper su conexión, necesitamos 436 KJ, por lo tanto:
3.346 = 1038 KJ
- Hacia NH3
Tenemos 2 mol de NH3en la ecuación, pero hay tres veces el enlace N-H, así que multipliquemos la cantidad de energía involucrada para formar ese enlace por 2 y por 3:
2.3.391 = 2346 KJ
Finalmente, podemos determinar el calor involucrado en la reacción restando la energía utilizada para romper el reactivo de la energía liberada en la formación del producto:
ΔH = energía en reactivos - energía en productos
ΔH = (945,4 + 1038) - 2346
ΔH = 1983,4 - 2346
ΔH = - 362,6 KJ por mol de NH3 (g)
Como la variación fue negativa, significa que la energía liberada en la formación de enlaces en los productos fue mayor que la energía absorbida al romper los enlaces de los reactivos, por lo tanto, la la reacción es exotérmica.
Por mí. Diogo Lopes Dias
