Concetti Chiave
- L'aumento della temperatura influisce sull'entalpia dei reagenti e dei prodotti, rendendo più negativa l'entalpia delle reazioni esotermiche quando l'entalpia dei reagenti aumenta più di quella dei prodotti.
- Esistono processi spontanei, che avvengono senza influenze esterne, e processi non spontanei, che necessitano di lavoro esterno per realizzarsi, con la spontaneità distinta dalla velocità della reazione.
- L'entropia, misurata con il simbolo S, rappresenta il grado di disordine di un sistema e tende sempre ad aumentare, secondo il 2° principio della termodinamica.
- Per aumentare l'entropia, è necessario riscaldare il sistema o aumentare i siti di dispersione delle molecole, come nel passaggio da solido a liquido o liquido a vapore.
- In una soluzione, l'entropia totale è maggiore della somma delle entropie del soluto e del solvente, indicando una maggiore disordine rispetto ai singoli componenti.
Quali sono gli effetti dell'aumento di temperatura?
Se aumentiamo la temperatura, l’entalpia dei reagenti e dei prodotti aumenta, ma se aumenta di più quella dei reagenti che dei prodotti, l’entalpia di una reazione esotermica risulterà più negativa: l’aumento di entalpia dipende dalla sua capacità termica a temperatura costante, e segue la
Legge di Kirchoff: ΔH°(T2)=ΔH°(T1)+(T2-T1)ΔCp, con ΔCp= differenza tra le capacità termiche a pressione costante di reagenti e prodotti
Processi spontanei e non spontanei
In natura possiamo distinguere tra processi spontanei (un blocco di metallo che si raffredda) e non spontanei (lo stesso blocco che si riscalda): definiamo spontanea una reazione che avviene senza influenze esterne, non spontanea una reazione che per avvenire ha bisogno che le sia applicato del lavoro. La spontaneità di una reazione è un concetto scorrelato da quello di velocità.
L'energia e la materia tendono naturalmente a diventare più disordinate; in termini termodinamici il grado di disordine è misurato dall'entropia, S. Mentre l'energia interna misura quanta energia è presente, l'entropia misura come questa si accumula e viene dispersa, è la misura dei modi di accumulo dell'energia.
2° principio della termodinamica: l'entropia tende sempre ad aumentare. Per aumentare l'entropia occorre:
• riscaldare, si aumenta il moto molecolare, è un disordine termico ΔS=qrev/T
• mettere a disposizione più siti entro quali le molecole possono disperdersi, è un disordine posizionale Si può prevedere che:
• l'entropia aumenti nel passaggio solido–liquido e liquido-vapore
• l'entropia di una soluzione sia maggiore della somma dell'entropia di soluto e solvente
Domande da interrogazione
- Qual è l'effetto dell'aumento di temperatura sull'entalpia delle reazioni esotermiche?
- Come si definiscono i processi spontanei e non spontanei?
- Qual è il legame tra entropia e disordine in un sistema?
L'aumento di temperatura provoca un incremento dell'entalpia dei reagenti e dei prodotti; se l'entalpia dei reagenti aumenta più di quella dei prodotti, l'entalpia della reazione esotermica diventa più negativa, come descritto dalla Legge di Kirchoff.
I processi spontanei avvengono senza influenze esterne, come il raffreddamento di un blocco di metallo, mentre i processi non spontanei richiedono lavoro esterno per avvenire, come il riscaldamento dello stesso blocco. La spontaneità non è correlata alla velocità della reazione.
L'entropia misura il grado di disordine di un sistema; tende ad aumentare naturalmente, e per farlo si può riscaldare il sistema o aumentare i siti disponibili per la dispersione delle molecole. L'entropia aumenta nei passaggi di stato, come da solido a liquido e da liquido a vapore.
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