Entalpía

Te explicamos qué es la entalpía, los tipos que existen según los fenómenos químicos y físicos, y su diferencia con la entropía.

¿Qué es la entalpía?

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. En física y química, se suele representar esta magnitud con la letra H y se la mide en julios (J).

Teniendo en cuenta que todo objeto puede comprenderse como un sistema termodinámico, la entalpía hace referencia a la cantidad de calor que se pone en juego en condiciones de presión constante, dependiendo de si el sistema recibe o  aporta energía.

De acuerdo a esto, todo proceso o transformación puede clasificarse en dos tipos:

• Endotérmicos. Aquellos que consumen calor o energía del medio ambiente.
• Exotérmicos. Aquellos que liberan calor o energía hacia el medio ambiente.

Dependiendo del tipo de materia que intervenga en el sistema (por ejemplo, sustancias químicas en una reacción), el grado de entalpía será distinto.

El físico holandés Heike Kamerlingh Onnes, descubridor de la superconductividad y ganador del Premio Nobel de Física en 1913, fue el primero en utilizar este término.

Ver también: Reacciones endotérmicas

Tipos de entalpía

Se puede clasificar a los distintos tipos de entalpía según:

• Entalpía en fenómenos químicos:
  • Entalpía de formación. Es la cantidad de energía necesaria para formar un mol de un compuesto a partir de sus elementos constitutivos en condiciones de presión  y temperatura estándares, es decir, 1 atmósfera y 25º C.
  • Entalpía de descomposición. A la inversa, es la cantidad de energía absorbida o liberada cuando una sustancia compleja deviene en sustancias más simples.
  • Entalpía de combustión. Es la energía liberada o absorbida por la quema de 1 mol de sustancia, siempre en presencia de oxígeno gaseoso.
  • Entalpía de neutralización. Implica la energía liberada o absorbida siempre que una solución ácida y una básica se mezclen, es decir, cuando bases y ácidos se neutralicen recíprocamente.
• Entalpía en fenómenos físicos:
  • Entalpía de cambio de fase. Implica la absorción o liberación de energía cuando 1 mol de sustancia pasa de un estado de agregación a otro, es decir, de gas a sólido o a líquido, etc. Se subdivide en: entalpía de vaporización, entalpía de solidificación y entalpía de fusión.
  • Entalpía de disolución. Es la propia de la mezcla de un soluto y un solvente, comprensible en dos fases: reticular (absorbe energía) y de hidratación (libera energía).

Cabe remarcar que todos los procesos que se describen son a presión constante.

Entalpía y entropía

Los conceptos de entalpía y entropía están relacionados en la termodinámica, pero no son magnitudes inversamente proporcionales. La entalpía se asocia con el contenido energético de un sistema, mientras que la entropía se relaciona con la dispersión de la energía y, de manera simplificada, con el grado de desorden del sistema.

El Segundo Principio de la Termodinámica establece que, en un sistema aislado, la entropía tiende a aumentar hasta alcanzar el equilibrio. En sistemas que intercambian energía con el entorno, como ocurre en muchas reacciones químicas, el equilibrio depende de las condiciones de temperatura y presión.

Por eso, para estudiar muchos procesos a temperatura y presión constantes se utiliza la energía libre de Gibbs, que relaciona entalpía, entropía y temperatura. Una reacción tiende a ocurrir espontáneamente cuando disminuye la energía libre de Gibbs, y alcanza el equilibrio cuando esta ya no cambia.

Esto significa que una disminución de la entalpía puede favorecer un proceso, y un aumento de la entropía también puede favorecerlo, pero la relación entre ambas depende de la temperatura y de las condiciones del sistema.

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