Encuentre el cambio de entalpía general ΔH de una reacción a partir de un conjunto de reacciones escalonadas usando la ley de Hess, o directamente a partir de entalpías de formación estándar; dado que la entalpía es una función de estado, ambas rutas concuerdan.
Ingrese el ΔH de cada reacción de paso (kJ). Invierta un paso para invertir su signo o escale con un multiplicador, de modo que los pasos se sumen para obtener la reacción objetivo: la ley de Hess garantiza que la suma sea la misma independientemente del camino.
Reacción (opcional)ΔH (kJ)×revertir
Ejemplo predeterminado: formar CO(g) a partir de C(s) + ½O₂(g), construido a partir de dos pasos de combustión con el segundo invertido: Un problema clásico de la ley de Hess.
Ingrese cada especie en la reacción objetivo equilibrada con su coeficiente coeficiente y entalpía estándar de formación ΔHf (kJ/mol). ΔH = ΣΔHf(products) − ΣΔHf(reactants).
No hay entradas adicionales aquí: esta pestaña lee el último método que utilizó y explica lo que significa el resultado.
Lectura de la suma de pasos
Ingrese los valores de ΔH del paso en la pestaña Reacciones de paso para ver una lectura aquí.
Lectura del método de formación
Ingrese los valores ΔHf del producto y reactivo en la pestaña Entalpías de formación para ver una lectura aquí.
Resultado
—
Ingrese reacciones escalonadas o entalpías de formación para calcular el ΔH general.
ΔH (kJ)—
Tipo—
MétodoReacciones escalonadas
5 min de lectura4 pasos7 términos3 ejemplos6 preguntas frecuentesΔH = Σ (ΔH del paso × multiplicador × (invertido ? −1 : 1))
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Paso a paso
Cómo usar esta calculadora
4 pasos▸
1
Elige un método
Elige la pestaña Reacciones Paso a Paso si tienes un conjunto de reacciones conocidas cuyos valores de ΔH quieres combinar en una reacción objetivo. Elige la pestaña Entalpías de Formación si en cambio tienes entalpías estándar de formación (ΔHf) para cada especie en una ecuación balanceada.
2
Llena los valores de ΔH de cada paso, con reversión/multiplicador según se necesite
En la pestaña Reacciones Paso a Paso, ingresa el ΔH de cada reacción dada en kJ. Si un paso necesita correr al revés para combinarse en tu reacción objetivo, marca su casilla de Invertir — eso cambia el signo de su ΔH. Si un paso necesita escalarse (por ejemplo, duplicarse para coincidir con un coeficiente en el objetivo), ajusta su multiplicador.
3
O llena las entalpías de formación de productos y reactivos
En la pestaña Entalpías de Formación, enumera cada especie del lado de los productos y del lado de los reactivos de tu ecuación objetivo balanceada, con su coeficiente y su ΔHf (kJ/mol). La calculadora resta automáticamente el total de reactivos del total de productos.
4
Lee el ΔH global y su interpretación
La tarjeta de Resultado y la pestaña Resultado muestran el ΔH global de la reacción junto con si es exotérmica (libera energía, ΔH < 0) o endotérmica (absorbe energía, ΔH > 0).
Como la entalpía es una función de estado, el ΔH global de una reacción es el mismo sin importar qué ruta de pasos intermedios tomes para ir de reactivos a productos. Así que puedes sumar los valores de ΔH de cualquier conjunto de reacciones que se combinen — tras invertir y/o escalar algunas de ellas — en tu reacción objetivo. Invertir un paso (correrlo al revés) cambia el signo de su ΔH; escalar un paso por un coeficiente escala su ΔH en esa misma proporción.
Diferencia de entalpía de formación
ΔH = ΣΔHf(productos) − ΣΔHf(reactivos)
Para una ecuación balanceada, el cambio de entalpía global equivale a la suma de las entalpías estándar de formación de los productos (cada una multiplicada por su coeficiente) menos la misma suma para los reactivos. Los elementos en su estado estándar (como O₂(g) o C(s), grafito) tienen ΔHf = 0 por definición, ya que formar un elemento a partir de sí mismo no libera ni absorbe energía.
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Glosario
Términos clave explicados
7 términos▸
Ley de HessEl principio de que el cambio de entalpía total de una reacción es independiente de la ruta tomada — solo depende de los estados inicial y final. Esto permite a los químicos calcular el ΔH de reacciones difíciles o peligrosas de medir directamente, combinando los valores de ΔH de reacciones fáciles de medir.
Entalpía (H)Una cantidad termodinámica que representa el contenido de calor total de un sistema a presión constante. La entalpía en sí no puede medirse directamente, pero los cambios de entalpía (ΔH) durante una reacción sí pueden medirse calorimétricamente.
ΔH (cambio de entalpía)El calor absorbido o liberado por una reacción a presión constante. Un ΔH negativo significa que la reacción libera calor (exotérmica); un ΔH positivo significa que absorbe calor (endotérmica). Las unidades suelen ser kJ o kJ/mol.
Entalpía de formación (ΔHf)El cambio de entalpía cuando un mol de un compuesto se forma a partir de sus elementos en su estado estándar. Los valores tabulados de ΔHf (a menudo escritos ΔH°f, la entalpía estándar de formación) son los bloques constructivos del método de entalpía de formación.
ExotérmicaUna reacción con ΔH < 0 — libera energía (usualmente como calor) a su entorno. Las reacciones de combustión son un ejemplo común.
EndotérmicaUna reacción con ΔH > 0 — absorbe energía de su entorno. La fotosíntesis y muchas reacciones de disolución son endotérmicas.
Función de estadoUna propiedad que depende únicamente del estado actual de un sistema (su composición, temperatura y presión), no de la ruta usada para llegar a ese estado. La entalpía, junto con la energía interna y la entropía, es una función de estado — exactamente por eso funciona la ley de Hess.
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Escenarios
Ejemplos del mundo real
3 ejemplos▸
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Estudiante de química
Hallando el ΔH de la formación de CO mediante dos pasos de combustión
La reacción objetivo C(s) + ½O₂(g) → CO(g) no puede medirse directamente (el carbono tiende a quemarse por completo hasta CO₂), pero equivale al Paso 1 más el reverso del Paso 2. Invertir el Paso 2 cambia su signo a +283.0 kJ. Suma: −393.5 + 283.0 = −110.5 kJ, que coincide con la entalpía de formación tabulada del CO — una respuesta real y verificable.
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Técnico de laboratorio
Combustión del metano mediante el método de entalpía de formación
Para CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l), ΔH = −965.1 − (−74.8) = −890.3 kJ, el conocido calor de combustión del metano. Como el O₂(g) es un elemento en su estado estándar, su ΔHf es 0 y desaparece de la suma.
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Instructor explicando la regla de inversión
Por qué invertir un paso cambia su signo
Dado: A → B ΔH = −50 kJ (libera 50 kJ)Necesitado: B → A ΔH = +50 kJ (debe absorber esos mismos 50 kJ de vuelta)
Si formar B a partir de A libera 50 kJ, entonces convertir B de nuevo en A debe absorber exactamente esos 50 kJ — la energía se conserva a lo largo de la ruta inversa. Por eso el interruptor de Invertir de la calculadora simplemente multiplica el ΔH de un paso por −1 en lugar de recalcular nada.
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Referencia
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APA y MLA▸
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Algunas reacciones son imposibles o poco prácticas de medir directamente en un calorímetro — el carbono quemado con suministro limitado de oxígeno no se detiene limpiamente en monóxido de carbono, por ejemplo, sigue hasta dióxido de carbono. La ley de Hess es la herramienta que los químicos usan para obtener el ΔH de tales reacciones de todos modos, construyéndolas a partir de reacciones que sí pueden medirse.
La entalpía es una función de estado
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La ley de Hess se deriva directamente de un solo hecho: la entalpía depende únicamente del estado actual de un sistema — su composición, temperatura y presión — no de cómo llegó ahí. Eso significa que el ΔH total para pasar de un conjunto de reactivos a un conjunto de productos es fijo, sin importar si la reacción ocurre en un solo paso o se construye a partir de varios pasos intermedios. Suma el ΔH de cualquier ruta entre los mismos puntos de inicio y fin, y obtendrás el mismo total cada vez.
Combinando pasos: invertir y escalar
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Para usar el método de suma por pasos, encuentras un conjunto de reacciones (usualmente con valores de ΔH bien conocidos y medidos) que puedan sumarse — tras alguna manipulación — para producir tu reacción objetivo. Se permiten dos manipulaciones: invertir un paso (correrlo al revés), lo que cambia el signo de su ΔH, y escalar un paso por un coeficiente (para igualar la estequiometría del objetivo), lo que escala su ΔH en esa misma proporción. Una vez que los pasos manipulados suman la reacción objetivo, sus valores de ΔH manipulados suman el ΔH del objetivo.
El atajo de la entalpía de formación
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En lugar de buscar una cadena de reacciones medibles cada vez, los químicos han tabulado la entalpía estándar de formación (ΔHf) para miles de compuestos — el ΔH de formar un mol de ese compuesto a partir de sus elementos en su estado estándar. Como formar los reactivos y productos de cualquier reacción a partir de elementos es en sí una ruta válida de la ley de Hess, el ΔH de la reacción global es simplemente la suma de los valores de ΔHf de los productos (ponderados por sus coeficientes) menos la misma suma para los reactivos. Este suele ser el método más rápido cuando hay datos de formación disponibles para cada especie involucrada.
Dónde aparece esto en la práctica
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La ley de Hess sustenta cómo se calcula el contenido energético de los combustibles, cómo se estima la viabilidad de una reacción antes de correr un experimento, y cómo los libros de texto derivan el ΔH de reacciones que serían peligrosas o lentas de medir directamente (como combustión parcial, o reacciones de intermediarios inestables). Es una de las primeras herramientas que encuentran los estudiantes para razonar sobre termoquímica sin necesitar un calorímetro para cada reacción individual.
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Preguntas
Preguntas frecuentes
6 preguntas▸
¿Qué es la ley de Hess?+
La ley de Hess establece que el cambio de entalpía total de una reacción es el mismo sin importar la ruta tomada, porque la entalpía es una función de estado — depende solo de los estados inicial y final, no de los pasos intermedios. Esto te permite calcular el ΔH de una reacción sumando los valores de ΔH de un conjunto de pasos que se combinan en la misma reacción global.
¿Cómo invierto un paso en la calculadora?+
Marca la casilla Invertir en la fila de ese paso. Invertir una reacción (correrla al revés) cambia el signo de su ΔH — si la reacción directa libera 50 kJ, la reacción inversa absorbe 50 kJ. La calculadora aplica esto automáticamente cuando activas Invertir.
¿Qué hace el campo de multiplicador?+
Escala el ΔH de ese paso por el factor dado, de la misma forma en que multiplicarías toda una ecuación de reacción (todos los coeficientes y su ΔH) por una constante para alinear la estequiometría con tu reacción objetivo. Por ejemplo, duplicar un paso para suministrar dos moles de un intermediario necesario también duplica su contribución de ΔH.
¿Cómo funciona el método de entalpía de formación?+
ΔH = ΣΔHf(productos) − ΣΔHf(reactivos), usando la entalpía estándar de formación de cada especie (kJ/mol) multiplicada por su coeficiente en la ecuación balanceada. Los elementos en su estado estándar (como O₂(g) o el grafito) tienen ΔHf = 0 por definición, así que no contribuyen a la suma.
¿Qué unidades usa esta calculadora?+
Los valores de ΔH y ΔHf se ingresan y reportan en kilojulios (kJ) — o kJ/mol para las entalpías de formación, que la calculadora multiplica por el coeficiente de cada especie para obtener su contribución total en kJ. Asegúrate de que los valores que consultes sean consistentes (no mezclados con kcal o J) antes de ingresarlos.
¿Qué hace que una reacción sea exotérmica frente a endotérmica?+
Una reacción es exotérmica cuando su ΔH global es negativo — libera energía (usualmente como calor) a su entorno. Es endotérmica cuando el ΔH es positivo, lo que significa que absorbe energía. La calculadora etiqueta el resultado con el que corresponda según el ΔH global calculado.
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