Schema Termodinamica chimica

1° principio della termodinamica

dE = δq + δL rappresenta il principio di conservazione dell'energia e l'equivalenza tra lavoro e calore.

Equazioni termodinamiche fondamentali

dE = δQ - PdV

dE = δQ_v

∫ δQ_p = dH_i

Calore specifico e capacità termica

C = ^Q/_T

c = ^δQ/_δT

C_v = ^dE/_dT

C_p = ^dH/_dT

Equazioni di stato e trasformazioni

Q_p = c · H_c + d · H_d - a · H_a - b · H_b

ΔH⁰_f,c = H⁰_C - H⁰_A - H⁰_B

ε = 0 per gli elementi puri

Entropia e energia libera di Gibbs

dS = ∫ ^δQ_rev/_T

dG_T,P ≤ 0

ΔG = ΔH - T · ΔS

Casi di reazioni termodinamiche

1. (ΔH < 0); (ΔS > 0) ⇒ avviene a qualunque T
2. (ΔH > 0); (ΔS < 0) ⇒ non può avvenire a nessuna T
3. (ΔH < 0); (ΔS < 0) ⇒ avviene solo se T < ΔH/ΔS
4. (ΔH > 0); (ΔS > 0) ⇒ avviene solo se T > ΔH/ΔS

Componenti dell'energia interna

E_interna = E_elettronica + E_traslazione + E_vibrazione + E_rotazione + E_roto-vibrale (T = E_interna)

Trasformazioni isotermiche

dE = δQ - PdV

Trasformazione a V = cost.: dE = δQ_v

Trasformazione a P = cost.: δQ_P

-dH = dE + PdV

Capacità specifica e molare

C = ^Q/_T

c = ^m/_Cspecific

c = ⁿ/_Cmolare

Entalpia di reazione

Q_P = c · H_c + d H_B - a · H_A - b · H_B

Q_V = c · E_C + d E_B - a · E_A - b · E_B

ΔH_r = entalpia standard di reazione a condizioni standard per ogni reazione

ΔH = entalpia standard di formazione per ottenere il composto

ΔH_r,c = H^o_C - H^o_A - H^o_B

Principi di entropia e spontaneità

E = 0 per gli elementi puri

dS = ⨜ ^Q_revers./_T

dS > ⨜ ^Q_revers/_T

dS_sist. + dS_amb. ≥ 0

dG_T,p ≤ 0

Contributi all'energia libera

ΔG = ΔH - T · ΔS

Due contributi: ΔH (energetico) ΔS (probabilistico)

Reazione esotermica (ok)

Reazione endotermica (ko)

Reazioni favorite e non favorite

Casi di reazioni termodinamiche

1. (ΔH0) ⇒ avviene a qualesi T
2. (ΔH>0); (ΔS>0) ⇒ non può avvenire a nessuna T