La Ley de Hess permite el cálculo de la variación de la entalpía, que es la cantidad de energía presente en las sustancias después de sufrir reacciones químicas. Esto se debe a que no es posible medir la entalpía en sí, sino su variación.

La Ley de Hess subyace al estudio de la termoquímica.

Esta ley fue desarrollada experimentalmente por Germain Henry Hess, quien estableció:

La variación de la entalpía (ΔH) en una reacción química depende solo de los estados de reacción inicial y final, independientemente del número de reacciones.

¿Cómo se puede calcular la Ley de Hess?

El cambio de entalpía se puede calcular restando la entalpía inicial (antes de la reacción) de la entalpía final (después de la reacción):

ΔH = Hf – Hyo

Otra forma de calcular es sumando las entalpías en cada una de las reacciones intermedias. Independiente del número y tipo de reacciones.

ΔH = ΔH1 + ΔH2

Como este cálculo solo considera los valores iniciales y finales, se concluye que la energía intermedia no influye en el resultado de su variación.

Este es un caso particular de la Principio de conservación de energía, la primera ley de la termodinámica.

También debe saber que la Ley de Hess se puede calcular como una ecuación matemática. Para hacer esto, puede realizar las siguientes acciones:

  • Invierta la reacción química, en cuyo caso la señal ΔH también debe invertirse;
  • Multiplicando la ecuación, el valor de ΔH también debe multiplicarse;
  • Divida la ecuación, el valor de ΔH también debe dividirse.

Obtenga más información sobre la entalpía.

Diagrama de entalpía

La Ley de Hess también se puede visualizar a través de diagramas de energía:

El diagrama de arriba muestra los niveles de entalpía. En este caso, las reacciones sufridas son endotérmicas, es decir, hay absorción de energía.

ΔH1 es la variación de entalpía que ocurre de A a B. Suponga que es 122 kj.
ΔH2 es la variación de entalpía que ocurre de B a C. Supongamos que es 224 kj.
ΔH3 es la variación de la entalpía que ocurre de A a C.

Por eso nos interesa saber el valor de ΔH3, porque corresponde a la variación de entalpía de la reacción de A a C.

Podemos encontrar el valor de ΔH3, de la suma de la entalpía en cada una de las reacciones:

ΔH3 = ΔH1 + ΔH2
ΔH3 = 122kj + 224kj
ΔH3 = 346 kj

O ΔH = Hf – Hyo
ΔH = 346 kj – 122 kj
ΔH = 224 kj

Ejercicio de ingreso a la universidad: resuelto paso a paso

1. (Fuvest-SP) Basado en variaciones de entalpía asociadas con las siguientes reacciones:

N2 (g) + 2 O2 (g) → 2 NO2 (g) ∆H1 = +67.6 kJ
N2 (g) + 2 O2 (g) → N2El4 (g) ∆H2 = +9.6 kJ

Se puede predecir que la variación de entalpía asociada con la reacción de dimerización de NO2 será igual a:

2 NO2 (g) → 1 N2El4 (g)

a) –58.0 kJ b) +58.0 kJ c) –77.2 kJ d) +77.2 kJ e) +648 kJ

Resolución:

Paso 1: invierte la primera ecuación. Eso es porque NO2 (g) necesita pasar al lado de los reactivos, de acuerdo con la ecuación global. Recuerde que al invertir la reacción, ∆H1 también invierte la señal, convirtiéndola en negativa.

La segunda ecuación se conserva.

2 NO2 (g) → N2 (g) + 2 O2 (g) ∆H1 = 67,6 kJ
N2 (g) + 2 O2 (g) → N2El4 (g) ∆H2 = +9.6 kJ

Paso 2: Tenga en cuenta que N2 (g) aparece en productos y reactivos y también 2 mol de O2 (g).

2 NO2 (g) N2 (g)+ 2 O2 (g)∆H1 = 67,6 kJ
N2 (g) + 2 O2 (g) → N2El4 (g) ∆H2 = +9.6 kJ

Por lo tanto, se pueden cancelar dando como resultado la siguiente ecuación:

2 NO2 (g) → N2El4 (g).

Paso 3: Puedes ver que llegamos a la ecuación global. Ahora debemos sumar las ecuaciones.

= H = ∆H1 + ∆H2
= H = – 67.6 kJ + 9.6 kJ
∆H = – 58 kJ ⇒ Alternativa A
Por el valor negativo de ∆H también sabemos que es una reacción exotérmica con liberación de calor.

Obtenga más información, también lea:

Ejercicios

1. (UDESC-2012) El metano se puede usar como combustible, como se muestra en la ecuación 1:

CH4 (g) + 2O2 (g) → CO2 (g) + 2H2El(g)

Usando las ecuaciones termoquímicas a continuación, que considere necesarias, y los conceptos de la Ley de Hess, obtenga el valor de entalpía de la ecuación 1.

C(s) + H2El(g) → CO(g) + H2 (g) ΔH = 131.3 kj mol-1
CO(g) + ½ O2 (g) → CO2 (g) ΔH = 283.0 kj mol-1
H2 (g) + ½ O2 (g) → H2El(g) ΔH = 241.8 kj mol-1
C(s) + 2H2 (g) → CH4 (g) ΔH = 74.8 kj mol-1

El valor de entalpía de la ecuación 1, en kj, es:

a) -704.6
b) -725.4
c) -802.3
d) -524.8
e) -110.5

2. (UNEMAT-2009) La Ley de Hess es de importancia fundamental en el estudio de la termoquímica y se puede afirmar como "la variación de la entalpía en una reacción química depende solo de los estados inicial y final de la reacción". Una consecuencia de la Ley de Hess es que las ecuaciones termoquímicas pueden tratarse algebraicamente.

Dadas las ecuaciones:

C (grafito) + O2 (g) → CO2 (g) ΔH1 = -393.3 kj
C (diamante) + O2 (g) → CO2 (g) ΔH2 = -395.2 kj

Con base en la información anterior, calcule la variación de entalpía de la transformación de carbono de grafito a carbono de diamante y marque la alternativa correcta.

a) -788.5 kj
b) +1.9 kj
c) +788.5 kj
d) -1.9 kj
e) +98.1 kj