eseguire il calcolo di entalpia di una reazione significa determinare la variazione energetica intervenuta dalla miscelazione dei reagenti alla formazione dei prodotti. Nell'equazione seguente, abbiamo la rappresentazione di reagenti e prodotti
LA + SI → DO + RE
A + B = Reagenti
C + D = Prodotti
Ogni partecipante a una reazione ha un'entalpia (H), cioè, ogni partecipante ha una certa quantità di energia. Nel corso della reazione, i legami tra i reagenti si rompono e si formano legami tra gli atomi dei prodotti. In questo modo, durante la reazione chimica, si stabilisce una variazione di energia.
Per determinare il calcolo dell'entalpia di una reazione, è prima necessario conoscere le singole entalpie di ciascuno dei partecipanti. Normalmente gli esercizi danno sempre i valori di entalpia dei reagenti e dei prodotti. Per esempio:
ZnS+O2 → ZnO + SO2
hZnS = - 49,23 Kcal/mol
hO2 = 0 Kcal/mol
hZnO = - 83,24 Kcal/mol
hSO2 = - 70,994 Kcal/mol
Se avessimo una sostanza semplice, il valore dell'entalpia sarebbe zero. Tuttavia, è interessante notare che se la sostanza semplice è un allotropo nella reazione, dobbiamo stare attenti a sapere se si tratta dell'allotropo più stabile dell'elemento chimico che forma questa sostanza. oh
allotropo più stabile ha sempre un'entalpia pari a zero, quindi l'esercizio non eseguirà questa indicazione. Vedi una tabella con gli elementi che formano gli allotropi e quelli che sono più stabili:
NOTA: La forma allotropica più stabile dell'elemento indica la sostanza che si trova in maggiore quantità in natura.
Il calcolo dell'entalpia della reazione è generalmente chiamato variazione di entalpia ed è sempre rappresentato dalla sigla ∆h. Trattandosi di una variazione, il calcolo dell'entalpia della reazione comporta la sottrazione dell'entalpia dei prodotti dall'entalpia dei reagenti:
∆H = HPER - HR
Il calcolo della variazione di entalpia permette di identificare se la reazione è endotermica o esotermica. Se il risultato è negativo, la reazione sarà esotermica; se il risultato è positivo, la reazione sarà endotermica.
∆H = - (Esotermico)
∆H = + (endotermico)
Quando si esegue il calcolo della variazione di entalpia di una reazione, è molto importante che siamo molto prestare attenzione all'equilibrio, in quanto i valori di entalpia forniti dall'esercizio sono sempre espressi in moli. Quindi, se il partecipante alla reazione ha più di una mole, dobbiamo moltiplicare il suo valore di entalpia per la sua quantità espressa nel bilanciamento. Vedi un esempio:
2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2
Osserviamo che i coefficienti che bilanciano l'equazione sono 2, 3, 2 e 2. Pertanto, i valori di entalpia di ciascuno dei partecipanti saranno:
hZnS = - 49,23. 2 = - 98,46 Kcal/mol
hO2 = 0. 3 = 0 Kcal/mol
hZnO = - 83,24. 2 = - 166,48 Kcal/mol
hSO2 = - 70,994. 2 = - 141.988 Kcal/mol
Da questi dati possiamo calcolare la variazione di entalpia della reazione. Vale la pena ricordare che i valori dei prodotti devono essere sommati, così come quelli dei reagenti:
∆H = HPER - HR
H = [(-166,48) + (-141.998)] - [(-98,46) + 0]
∆H = (- 308.468) - (-98,46)
H = -308,468 + 98,46
∆H = - 210,008 Kcal/mol
NOTA: poiché il risultato è stato negativo, questa reazione è esotermica.
Seguiamo ora la risoluzione di un esercizio vestibolare sul calcolo dell'entalpia di una reazione:
(UFMS) Il valore di H per l'equazione bilanciata di seguito è: Dati: HAg2S = - 32,6 KJ/mol, HH2O = - 285,8 KJ/mol, HH2S = - 20,6 KJ/mol,
2 Ag2S + 2 H2O → 4 Ag + 2 H2S + O2
a) 485,6 KJ
b) 495,6 KJ
c) 585,6 KJ
d) 595,6 KJ
e) 600 KJ
I dati forniti dagli esercizi sono:
NOTA: Come abbiamo l'O2 nell'equazione, che è l'allotropo più stabile dell'ossigeno, la sua entalpia è 0 KJ. Poiché Ag è una sostanza semplice, la sua entalpia vale 0 KJ.
hAg2S = - 32,6 KJ/mol
hH2O = - 285,8 KJ/mol
hH2S = - 20,6 KJ/mol
Tenendo conto del saldo, dobbiamo moltiplicare il coefficiente per l'entalpia di ciascuno dei partecipanti:
hAg2S = - 32,6. 2 = - 65,2 KJ
hH2O = - 285,8. 2 = - 571,6 KJ
hH2S = - 20,6. 2 = - 41,2 KJ
hO2 = 0. 1 = 0 KJ
hAg = 0. 4 = 0 KJ
Infine, usa i dati nella formula di variazione dell'entalpia:
H = HPER - HR
∆H = [(0) + (-41,2) + 0] - [(-65,2) + (-571.6)]
∆H = (-41,2) - (-636.8)
H = -41,2 + 636,8
∆H = 595,6 Kcal/mol
Poiché il risultato della variazione è positivo, la reazione è endotermica.
Di Me. Diogo Lopes Dias
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-entalpia-uma-reacao.htm