Cos'è la variazione di entalpia?

variazione di entalpia è una grandezza fisica rappresentata dall'abbreviazione ΔH (la lettera greca Δ significa variazione e la lettera H rappresenta entalpia) che indica la quantità di energia assorbita o rilasciata da a reazione chimica.

• Reazione endotermica: quando l'energia viene assorbita;

• Reazione esotermica: quando l'energia viene rilasciata.

Espressione per il calcolo della variazione di entalpia

Come per tutte le variazioni lavorate in Fisica, la variazione di entalpia è determinata dalla sottrazione tra il risultato finale e quello iniziale. Poiché la fine di una reazione corrisponde ai prodotti e l'inizio corrisponde ai reagenti, quindi:

H = Prodotti - Reagenti

Poiché ogni sostanza chimica ha una specifica quantità di energia (entalpia), per calcolare la variazione di entalpia, è necessario tenere conto della quantità di energia di ciascun membro della reazione, come segue:

• Reagenti: se la reazione ha più di un prodotto, devono essere aggiunte anche le loro entalpie;

Se una reazione presenta la seguente equazione:

A + 2 B →

L'entalpia dei reagenti sarà data sommando l'entalpia del reagente A alla somma del doppio dell'entalpia di B (questo perché ci sono 2 moli di B nell'equazione).

Hr = HA + 2.HB

• Prodotti: se la reazione presenta più di un prodotto, le loro entalpie devono essere sommate;

Se una reazione presenta la seguente equazione:

LA + 2 SI → DO + 3 RE

L'entalpia dei reagenti sarà data dalla somma dell'entalpia del prodotto C con la somma della tripla entalpia di D (questo perché nell'equazione ci sono 3 moli di D).

Hp = HC + 3.HD

Quindi, l'espressione per calcolare il variazione di entalpia è data dalla sottrazione tra l'entalpia dei prodotti e l'entalpia dei reagenti di una reazione chimica.

ΔH = Hp - Hr

Interpretare il risultato della variazione di entalpia

Trattandosi di una sottrazione tra le entalpie dei prodotti e dei reagenti, il risultato della variazione di entalpia può essere positivo o negativo.

• Negativo: quando l'entalpia dei reagenti è maggiore di quella dei prodotti.

Hr > Hp

• Positivo: quando l'entalpia dei prodotti è maggiore di quella dei reagenti.

Hp > Hr

Dal risultato della variazione di entalpia, possiamo classificare la reazione in endotermico o esotermico, secondo il seguente criterio:

• Endotermico: quando il risultato è positivo.

H > 0

• Esotermico: quando il risultato è negativo.

H < 0

Esempi di come determinare la variazione di entalpia di una reazione chimica

1° Esempio (UFF-RJ): Considera i valori di entalpia di default di formazione (ΔH^oh_F) in KJ.mol^-1 a 25 °C, delle seguenti sostanze:

• CH_4(g) = -74,8

• CHCl₃₍₁₎ = - 134,5

• HCl_(G) = - 92,3

Per la seguente reazione:

CH_4(g) + 3Cl_2(g) → CHCl₃₍₁₎ + 3HCl_(G)

Il H^oh_F sarà:

a) - 151,9 KJ.mol^-1

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b) 168,3 KJ.mol^-1

c) - 673,2 KJ.mol^-1

d) - 336,6 KJ.mol^-1

e) 841,5 KJ.mol^-1

Per determinare la variazione di entalpia di questa reazione, dobbiamo eseguire i seguenti passaggi:

• 1^oh Fare un passo: Controlla se l'equazione è bilanciata. In caso contrario, deve essere equilibrato.

L'equazione fornita dall'esercizio è bilanciata, quindi abbiamo 1 mole di CH₄ e 3 moli di Cl₂ nei reagenti, e 1 mol di CHCl₃ e 3 moli di HCl nei prodotti.

• 2^oh Fare un passo: Calcolare la quantità di entalpia dei prodotti (Hp), moltiplicando la quantità in moli per l'entalpia fornita e sommando i risultati:

Hp = prodotto CHCl₃ + prodotto HCl

Hp = 1.(-134,5) + 3.(-92,3)

Cv = -134,5 + (-276,9)

HP = -134,5 - 276,9

Hp = - 411,4 KJ.mol^-1

• 3^oh Fare un passo: Calcolare la quantità di entalpia dei reagenti (Hr), moltiplicando la quantità in moli per l'entalpia data e sommando i risultati:

Nota: come il Cl₂ è una sostanza semplice, quindi la sua entalpia è 0.

Hr = reagente CH₄ + Cl reagente₂

Ora = 1.(-74,8) + 3.(0)

Ore = -74,8 + 0

Hr = -74,8 KJ.mol^-1

• 4^oh Fare un passo: Calcola la variazione di entalpia, utilizzando i valori trovati nei passaggi precedenti nella seguente espressione:

h^oh_F = Hp - Hr

h^oh_F = - 411,4 - (-74,8)

h^oh_F = -411,4 + 74,8

h^oh_F = -336,6 KJ.mol^-1

2° Esempio (UEM-PR): È possibile preparare l'ossigeno gassoso in laboratorio riscaldando accuratamente il clorato di potassio, secondo la reazione:

2KClO_3(i) → 2KCl_(S) + 3O_2(g) H= +812 KJ/mol

Supponendo che l'entalpia di KCl_(S) vale +486 KJ/Mol e considerando il sistema a 25 °C e 1 atm, qual è il valore di entalpia di default di KClO_3(i) in KJ/mol?

Per determinare l'entalpia di uno dei componenti dell'equazione dalla conoscenza della variazione di entalpia, dobbiamo eseguire i seguenti passaggi:

• 1^oh Fare un passo: Controlla se l'equazione è bilanciata. In caso contrario, deve essere equilibrato.

L'equazione fornita dall'esercizio è bilanciata, quindi abbiamo 2 moli di KclO₃ nel reagente, e 2 mol di KCl e 3 mol di O₂ sui prodotti.

• 2^oh Fare un passo: Calcolare la quantità di entalpia dei prodotti (Hp), moltiplicando la quantità in moli per l'entalpia fornita e sommando i risultati:

Nota: come O₂ è una sostanza semplice, quindi la sua entalpia è 0.

Hp = prodotto KCl+ prodotto O₂

Hp = 2.(+486) + 3.(0)

HP = +972 + 0

Hp = 972 KJ.mol^-1

• 3^oh Fare un passo: Calcola l'entalpia del reagente KClO₃, utilizzando la variazione di entalpia, fornita nell'estratto conto, e l'entalpia dei prodotti calcolata nel passaggio precedente, nella seguente espressione:

h^oh_F = Hp - Hr

812= 972 - 2.(Ore)

2 ore = 972-812

2 ore = 160

Hr = 160
2

Hr = 80 KJ/mol

Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Aspetto:

GIORNI, Diogo Lopes. "Cos'è la variazione di entalpia?"; Brasile Scuola. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-variacao-entalpia.htm. Consultato il 27 luglio 2021.