Entalpía de formación y ecuaciones de reacción

Question

Estoy en desacuerdo con mi profesor de química sobre este problema de entalpía de formación, ¿alguien puede decirme si tengo razón o por qué estoy equivocado?

La entalpía de formación del trióxido de azufre gaseoso es de $-396~\mathrm{kJ/mol}$. ¿Cuál es la entalpía de la reacción representada por la siguiente ecuación balanceada?

$$\ce {2 SO_3 (g) -> 2 S (s) + 3 O2 (g) }$$

(A) $-396~\mathrm{kJ}$   (B) $396~\mathrm{kJ}$   (C) $792~\mathrm{kJ}$   (D) $-792~\mathrm{kJ}$   (E) $198~\mathrm{kJ}$

Obtuve (C) al cambiar el signo de la entalpía de formación dada (porque la ecuación dada procede en dirección opuesta a la formación del trióxido de azufre) y multiplicándola por dos (porque hay 2 moles de trióxido de azufre).
Mi profesor y la mayoría de mis otros compañeros dijeron que era (B) en cambio. Dijeron que no debería multiplicar por 2 porque la ecuación dada está en sus valores de coeficientes más bajos realistas.
No entiendo esto por varias razones:

1. la entalpía de formación se define como el cambio de entalpía por mol de sustancia
2. en problemas anteriores, cambiaríamos la ecuación química para que el producto solo tenga un mol

Por ejemplo, aquí hay un problema:

¿Para cuál de las siguientes reacciones es el calor de reacción igual al calor de formación del producto? \begin{align} \text{(A)} &&\ce{N_2 (g) + 3 H_2 (g) &-> 2 NH_3 (g)}\\ \text{(B)} &&\ce{1/2 N_2 (g) + O_2 (g) &-> NO_2 (g) }\\ \end{align}

Ya lo hemos reducido a (A) y (B).

Mi profesor dijo que la respuesta era (B), porque aunque ambas ecuaciones tenían los elementos en su forma elemental, la primera reacción produce 2 moles de producto mientras que la segunda produce 1 mol de producto. Por lo tanto, los coeficientes fraccionarios eran necesarios.

Answer 1

Por lo que puedo decir, tu razonamiento es sólido, aunque la pregunta en realidad no está escrita de manera espectacular. Con "entalpía de la reacción" parece asumir implícitamente que los números estequiométricos se refieren a moles (lo que haría que todas las respuestas tengan unidades de kJ en lugar de kJ/mol). La pregunta no especifica el cambio estándar de entalpía en la reacción, pero incluso si lo hiciera, la convención más común para balancear ecuaciones es usar los números enteros más pequeños para los coeficientes estequiométricos, que es lo que está escrito ahí y daría la respuesta que obtuviste. Puedes calcular un cambio de entalpía de reacción para cualquier condición de reacción que desees y el valor que obtengas cambiará dependiendo de las cantidades de sustancias involucradas, pero si la pregunta está asumiendo implícitamente moles para los coeficientes, aún obtienes la misma respuesta.

Por cierto, no hay razón por la cual no puedas usar alguna otra definición de "estándar" en la que establezcas los coeficientes de manera que los más pequeños sean iguales a 1, aunque no recuerdo haber visto a nadie hacerlo de esta manera. La convención de la IUPAC es que siempre que se use una cantidad que se refiera a algún estado estándar, las condiciones del estándar deberían especificarse (aunque a los químicos les gusta ignorar a la IUPAC).

Answer 2

Encontré un archivo PDF de un conjunto de problemas de entalpía: $$\ce{2 S (s) + 3 O2 (g) -> 2 SO3 (g)}\qquad \Delta H = -794.45 \, \mathrm{kJ}$$

Entonces, la mejor respuesta es C.

Después de leer todas las respuestas y comentarios, he notado que la pregunta solicita la entalpía de la reacción. Dado que la reacción inversa tiene un valor de $\pu{-396 kJ/mol}$, y la reacción actual tiene 2 moles de $\ce{SO3}$, entonces la respuesta es $\pu{792 kJ}$ (la energía para la reacción total). La respuesta depende del número de moles en la reacción

Answer 3

Aunque la redacción es ambigua, si por "entalpía de reacción" el profesor está insinuando la entalpía estándar de reacción, siendo esta la energía para formar un mol de producto, entonces por el uso más común de las palabras utilizadas en el problema, "B" es una solución mejor que "C", ya que utiliza la definición más precisa de energía por mol de formación. Sin embargo, como la palabra "estándar" nunca fue utilizada, ciertamente tienes un argumento válido sobre por qué "C" también debería considerarse como correcta.