|
Appunti scientifiche |
|
Visite: 2266 | Gradito: | [ Picolo appunti ] |
Leggi anche appunti:La cellula eucariote animaleLa cellula eucariote animale La cellula eucariote animale è formata da una Energia interna (E)Energia interna (E) L'energia posseduta da un sistema viene definita Peculiarità chimico-fisiche e importanza biologica dell'acquaPeculiarità chimico-fisiche e importanza biologica dell'acqua L'acqua costituisce |
La somma algebrica dei calori prodotti o assorbiti durante un processo chimico a più stadi è uguale al calore prodotto o assorbito nel caso la stessa reazione avvenga attraverso uno stadio unico
In termini moderni la legge di Hess afferma che il DH di una reazione può essere ottenuto mediante somma algebrica dei DH dei singoli stadi in cui si può eventualmente suddividere la reazione stessa.
Supponiamo ad esempio che la reazione
A → B
possa essere suddivisa nei seguenti stadi
A → X → Y → Z → B
possiamo allora rappresentare le relative variazioni di entalpia attraverso il seguente grafico
e la legge di Hess attraverso la seguente relazione
Naturalmente entrambe le leggi della termochimica sono una diretta conseguenza del fatto che l'entalpia è una funzione di stato e i valori che essa assume negli stati iniziale e finale sono indipendenti dal percorso effettuato.
Applicando le leggi della termochimica è possibile calcolare valori di DH° non tabulati e calori di reazione che non possono essere misurati sperimentalmente.
Esempio 1
Vogliamo calcolare il DH° di formazione del glucosio, sapendo che il suo DH° di combustione è pari a - 2808 kJ/mol e che il DH° di formazione dell'anidride carbonica gassosa e dell'acqua liquida sono rispettivamente -393,51 kJ/mol e -285,83 kJ/mol.
Il problema chiede di calcolare la variazione di entalpia della reazione di sintesi del glucosio a partire dagli elementi che lo costituiscono
6C + 6H2 + 3O2 → C6H12O6
Conosciamo il DH° di combustione del glucosio
C6H1206 + 6O2 → 6H2O + 6CO2 DH - 2808 kJ/mol
Per la legge di Lavoisier-Laplace il DH° della reazione inversa vale
1) 6H2O + 6CO2 → C6H1206 + 6O2 DH°1 = + 2808 kJ/mol
Conosciamo inoltre i DH° di formazione dell'anidride carbonica e dell'acqua. Per 6 molecole possiamo scrivere
2) 6C + 6O2 → 6CO2 DH°2 = - 393,51 kJ/mol . 6moli = - 2361,06 kJ
3) 6H2 + 3O2 → 6H2O DH°3 = - 285,83 kJ/mol . 6moli = - 1714,98 kJ
Osserviamo ora come sommando, membro a membro, le reazioni 1), 2) e 3) si possa ottenere la reazione di formazione del glucosio dai suoi elementi, di cui vogliamo calcolare l'entalpia
6H2O + 6CO2 → C6H12O6 + 6O2 +
6C + 6O2 → 6CO2 +
6H2 + 3O2 → 6H2O =
Semplificando le specie chimiche che compaiono in entrambi i membri si ottiene
4)
Poiché dunque la reazione 4) si può ottenere come somma delle tre reazioni parziali precedenti, applicando la legge di Hess, possiamo calcolare il suo DH° come somma dei tre DH° parziali.
DH°4 = DH°1 + DH DH
DH°4 = (+ 2808) + ( - 2361,06) + ( - 1714,98) = - 1268,04 kJ
Esempio 2
La determinazione sperimentale del DH° di formazione dell'ossido di carbonio dagli elementi è estremamente difficoltosa, in quanto, oltre all'ossido di carbonio si forma sempre una certa quantità di anidride carbonica. Il DH° può essere comunque calcolato per via teorica, applicando le leggi della termochimica.
La reazione di cui si vuole calcolare il DH° è la seguente
1) 2C + O2 → 2CO DH
Tale reazione non si produce però mai da sola, poiché parte dell'ossido di carbonio reagisce con l'ossigeno per dare anidride carbonica, secondo la reazione
2) 2CO + O2 → 2CO2 DH°2 = - 566,0 kJ
della quale possiamo misurare sperimentalmente il DH
3) C + O2 → CO2 DH°3 = - 393,5 kJ
della quale possiamo misurare sperimentalmente il DH°, ottenendo la completa ossidazione, mediante combustione del carbonio con un eccesso di ossigeno.
Osserviamo ora che la reazione 3) può essere ottenuta come somma delle prime due
2C + O2 → 2CO +
2CO + O2 → 2CO2 =
2C + 2O2 → 2CO2
Naturalmente bisognerà tener conto che il della reazione 3) dovrà essere moltiplicato per 2 per rendere omogeneo il numero di moli con le reazioni 1) e 2).
Potremo allora scrivere
DH DH DH
e quindi
DH°1 = DH DH
DH°1 = ( - 787,0 kJ) - ( - 566,0 kJ) = - 221,0 kJ
Il DH° di formazione dell'ossido di carbonio (per mole di CO) a partire dagli elementi costitutivi sarà allora pari a
DH - 110,5 kJ/mol
Esempio 3
In generale per calcolare il DH° di una reazione chimica è sufficiente sottrarre alla somma delle entalpie dei prodotti, la somma delle entalpie dei reagenti.
Si voglia ad esempio calcolare il DH° della seguente reazione
CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(s) +H2O(l) + CO2(g)
sapendo che le entalpie di formazione (valori tabulati) delle diverse specie chimiche sono
CaCO3(s) DH° = - 1206,9 kJ/mol
HCl(aq) DH° = - 167,2 kJ/mol
CaCl2(s) DH° = - 795,8 kJ/mol
H2O(l) DH° = - 285,8 kJ/mol
CO2(g) DH° = - 393,5 kJ/mol
il DH° della reazione sarà allora pari a
DH° = [(- 795,8) + (- 285,8) + (- 393,5)] - [(-1206,9) + 2.( - 167,2)] = - 66,2 kJ
Appunti su: lwgge di hess 1840, |
|
Appunti Biologia | |
Tesine Geografia | |
Lezioni Ingegneria tecnico | |