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Entalpia p di reazione La variazione di entalpia per una reazione chimica è definita come H H = H Hprodotti prodotti prodotti prodotti - H reagenti reagenti. Una equazione termochimica include il valore di H ele le fasi in cui sono presenti ireagenti reagenti ei prodotti CH 4(g) + 2 O O2(g) 2(g) CO CO2(g) 2(g) + 2 H H2O (g) H= H= -802 802 kJ C. A. Mattia 13 Etalpia p standard di reazione Un diverso modo di descrivere la variazione di entalpia in una reazione chimica, h è riportare l’ l’entalpia l standard d d d di reazione rHH° CH 4(g) + 2 O O2(g) 2(g) CO CO2(g) 2(g) + 2 H H2O (g) (g) rH°= = -802 802 kJ mol mol-1 Notare che è un’entalpia molare. C. A. Mattia 15 N 2(g) Equazioni q termochimiche 2(g) + 3 H 2(g) 2 NH NH3(g) 3(g) H = -92,8 92,8 kJ kJ/mol /mol Notare che per reagenti e prodotti d tti vengono specificate ifi t le l fasi f i Il segno < 0 indica una reazione esotermica Avendo solamente 1,8 moli di H 2 come si calcola l’ l’entalpia l entalpia di reazione? Si Si moltiplica moltiplica l’equazione l equazione per per 1,8/3 1 8/3 incluso incluso il il H H H H = - 92 92,38 38 kJ kJ•1,8/3 1 8/3 = - 55 55,43 43 kJ C. A. Mattia 14 Diagrammi g di entalpia p Un diagramma g di entalpia p mostra H per p lo stato iniziale e finale del processo. H H 1 H 2 CH CH4(g) 4( 4(g) ) + +2O + 2 O O2(g) 2( 2(g) ) CO 2(g) + 2 H H2O (g) A A pressione ssi costante st t q = H H H = -802 802 kJ kJ. C. A. Mattia H H = -802 802 kJ 16
Entalpie p di reazione La variazione di entalpia dipende dalla fase dei reagenti e dei prodotti CH CH4(g) 4(g) + 2 O O2(g) 2(g) CO CO2(g) 2(g) + 2 H H2O O(l) (l) H= H= H -890 890 kJ C. A. Mattia H CH CH4(g) 4(g) 4(g) + 2 O 2(g) 4(g) -802 802 kJ CO 2(g) + 2H 2HO 2 H H2O (g) CO CO2(g) 2( 2(g) ) + +2H + 2 H H2O 2O (l) H H = -890 890 kJ Entalpie p di reazione H è è una una proprietà proprietà estensiva estensiva, quindi il H H H dipende dalla quantità di reagenti e di prodotti. Qual è il H H per p la combustione di 11,0 g di CH 4 in eccesso di ossigeno? C. A. Mattia CH 4(g) + 2 O 2(g) CO CO CO 2(g) + 2 H H2O 2O (g) mol CH4 11,0 g CH4 16, 04 g CH 802 kJ mol CH 16 4 4 H H H = -802 802 kJ = -550 kJ 17 19 Entalpie p di reazione Invertendo la reazione, , il H H si inverte di segno. g C. A. Mattia CO CO2(g) 2(g) + 2 H H2O (g) H H H 2 H H1 (g) CH CH4(g) 4(g) + 2 O O2(g) 2(g) CH CH4(g) (g) + 2 O O2(g) (g) CO CO2(g) 2(g) (g) + 2H 2 H H2O(g) 2O(g) O(g) H H = +802 kJ H H = +802 kJ Entalpie p di reazione Quanto butano b bisogna b bruciare b per produrre d 100 kJ kJ di di calore? l ? 2 C C4H 10(g) (g) + 13 O O2(g) (g) 2(g) (g) 8 8 CO 2(g) (g) + 10 H H2O (g) H H = -5317 5317 kJ 2 mol C4H10 58,12 g C 100 kJ 4H10 100 kJ = 2,19 g C C4H 4H10 10 kJ mol C C. A. Mattia 5317 10 4H 18 20
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