Concetti Chiave
- L'entalpia (ΔH) rappresenta la variazione di energia nei legami chimici, con reazioni endoergoniche (ΔH>0) e esoergoniche (ΔH<0).
- L'energia libera (ΔG) determina la spontaneità delle reazioni, con ΔG>0 che indica reazioni non spontanee e ΔG<0 per reazioni spontanee.
- La costante di equilibrio può essere espressa in termini di concentrazioni o pressioni, influenzata da variazioni di temperatura e pressione.
- Acidi e basi sono definiti in base a tre teorie: Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis, ognuna con diverse caratteristiche di donazione e accettazione di protoni o elettroni.
- Le soluzioni tampone, composte da un acido debole e il suo sale con una base forte, riescono a mantenere il pH stabile nonostante l'aggiunta di acidi o basi.
Concetti di entalpia ed energia libera
L’entalpia è la variazione di energia immagazzinata nei legami chimici, si rappresenta così ΔH. Se ΔH>0 la reazione è endoergonica, altrimenti è esoergonica;
L’energia libera ΔG è invece uguale a: ΔG= ΔH-TΔS, dove ΔS è l’entropia. Se ΔG>0 la reazione non è spontanea, altrimenti p spontanea;
Costante di equilibrio: Costante di equilibrio=(C^c D^d)/(A^a B^b )della seguente reazione: aA+bB→cC+dD. La stessa costante si può esprimere anche con le pressioni;
Se in una reazione endotermica si aumenta la temperatura l’equilibrio si sposta a destra e aumenta il valore della costante, in quelle esotermiche aumentano la temperatura l’equilibrio si sposta a sinistra e diminuisce il valore della costante;
Aumentando la pressione l’equilibrio si sposta per diminuire il numero di moli;
Acidi, basi e costanti di dissociazione
Arrhenius: l’acido libera H+, la base OH-;
Bronsted-Lowry: l’acido cede H+ a una base e la base li accetta,
Lewis: l’acido accetta un doppietto elettronico, la base lo cede;
Le costanti di dissociazione acida e basica si calcolano come la costante d’equilibrio;
Prodotto ionico: K_a K_b=K_w=10^(-14);
Per un acido forte la molarità coincide con la concentrazione degli ioni idrogeno;
Titolazioni e soluzioni tampone
Titolazioni: V_a N_a=V_b N_b;
Una soluzione tampone è costituita da una soluzione acquosa di un acido debole e di un suo sale con una base forte;
I reagenti elettrofili hanno una lacuna elettronica o carica positiva, quindi reagiscono con molecole ricche di elettroni al contrario degli agenti nucleofili.
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza tra reazioni endoergoniche ed esoergoniche in termini di entalpia?
- Come si determina se una reazione è spontanea utilizzando l'energia libera?
- Qual è il ruolo della temperatura e della pressione nell'equilibrio chimico?
Le reazioni endoergoniche hanno una variazione di entalpia ΔH> 0, mentre quelle esoergoniche hanno ΔH< 0, indicando rispettivamente che assorbono o liberano energia nei legami chimici.
Una reazione è spontanea se ΔG< 0, secondo la relazione ΔG= ΔH-TΔS, dove ΔS rappresenta l'entropia. Se ΔG> 0, la reazione non è spontanea.
Aumentando la temperatura in una reazione endotermica, l'equilibrio si sposta a destra, aumentando la costante di equilibrio; in una reazione esotermica, l'equilibrio si sposta a sinistra, diminuendo la costante. Inoltre, aumentando la pressione, l'equilibrio si sposta per ridurre il numero di moli.
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