Esercizi di Termodinamica

Termodinamica

Esercizio 1

Data la reazione da bilanciare (a):

C₂H₆ (g) + O₂ (g) → CO₂ (g) + H₂O (l)

(b) Calcolare il ΔH° della reazione sapendo che ΔH°(form) di CO₂ è -394 kJ/mol, di H₂O è -286 kJ/mol e di C₂H₆ è -84.7 kJ/mol.

(c) Dire se la reazione è esotermica o endotermica.

R(a) 2 C₂H₆ + 7 O₂ → 4 CO₂ + 6 H₂O ; R(b) = ΔH_reaz. = - 3122 kJ;

R(c) ΔH_reaz. < 0, reazione esotermica.

a) 2 C₂H₆ + 7 O₂ → 4 CO₂ + 6 H₂O

b) ΔH_reaz. = 4 mol (-394 kJ/mol) + 6 mol (-286 kJ/mol) - 2 mol (-84.7 kJ/mol) = -3122 kJ

c) ΔH_reaz. < 0, reazione esotermica.

Esercizio 2

Bilanciare la seguente reazione:

AgCl (s) + I₂ (g) → AgI (s) + Cl₂ (g)

La variazione di entalpia standard della reazione è 15.50 kcal/mol. Calcolare l’entalpia standard di formazione di AgI (s), sapendo che l’entalpia standard di formazione di AgCl (s) è -30.36 kcal/mol.

ΔH°_reaz. = ΔH°_{form prodotti} - ΔH°_{form reagenti}

ΔH°_reaz. = [2 × AgI] - [2 × AgCl]

15.50 = 2 × AgI - [2 × (-30.36)] = 2 × AgI + 60.72

ΔH°_form (AgI) = -22.61 kcal/mol

Esercizio 3

Calcolare il ΔH° della reazione (da bilanciare):

C₂H₆ (g) + O₂ (g) → CO₂ (g) + H₂O (l)

Sapendo che l’entalpia di formazione di CO₂ è -394 kJ/mol, di H₂O è -286 kJ/mol e di C₂H₆ è -84.7 kJ/mol.

4 CO₂ (g) + 6 H₂O (l)

2 C₂H₆ (g) + 7 O₂ (g)

ΔH°_reaz. = ΔH°_form (prodotti) - ΔH°_form (reagenti)

ΔH°_reaz. = [4 × (-394) + 6 × (-286)] - [2 × (-84.7)] = -3122.6 kJ per 2 mol di C₂H₆

ΔH°_reaz. = -3122.6 / 2 = -1561.3 kJ/mol

Esercizio 4

La costante di equilibrio K_p per la reazione N₂O₄ (g) → 2 NO₂ (g) vale 0.14 a 25°C.

(a) Calcolare ΔG° per questa reazione.

(b) Sapendo inoltre che ΔH°_f di NO₂ (g) vale 32.2 kJ/mol e quello di N₂O₄ (g) vale 9.2 kJ/mol, determinare se la reazione è eso o endotermica.

(c) Valutare (senza effettuare calcoli) il segno di ΔS° per questa reazione.