Termodinamica chimica:
Attraverso essa possiamo stabilire se:
- Una reazione avviene spontaneamente o no
- Quanta energia si può ottenere da una reazione
- Quanta di questa energia può essere trasformata in lavoro utile
- Quanta di questa energia viene dissipata.
Quando vediamo avvenire una reazione chimica, stiamo osservando un sistema termodinamico aperto che può scambiare energia con l’esterno, con un flusso di lavoro (L) o di calore (Q).
ΔE = Efinale - Einiziale
-Q -L ΔE < 0
+Q +L ΔE > 0
Ogni sistema contiene un’energia interna (Ei) che è la somma di tutte le forme di energia che possiede.
L'energia interna di un sistema chimico è la somma di energia potenziale ed energia cinetica associate a quel sistema.
L’energia potenziale è associata alle forze attrattive e repulsive tra i nuclei e gli elettroni ed è dunque dovuta ai legami nelle molecole e alle forze attrattive tra le molecole negli stati condensati.
Termodinamica chimica:
Attraverso essa possiamo stabilire se:
- Una reazione avviene spontaneamente o no
- Quanta energia si può ottenere da una reazione
- Quanta di questa energia può essere trasformata in lavoro utile
- Quanta di questa energia viene dissipata.
Quando vediamo avvenire una reazione chimica stiamo osservando un sistema termodinamico aperto che può scambiare energia con l'esterno, con un flusso di lavoro(L) o di calore(Q)
ΔE = Efinale - Einiziale
-Q -L ΔE < 0
+Q +L ΔE > 0
Ogni sistema contiene un'energia interna (Ei) che è la somma di tutte le forme di energia che possiede.
L'energia interna di un sistema chimico è la somma di energia potenziale ed energia cinetica associate a quel sistema.
L'energia potenziale è associata alle forze attrattive e repulsive tra i nuclei e gli elettroni ed è dunque dovuta ai legami nelle molecole e alle forze attrattive tra le molecole negli stati condensati.
"L'energia cinetica" è correlata al moto delle molecole nel sistema ed è la somma delle energie associate alle loro traslazioni, vibrazioni e rotazioni.
Non possiamo conoscere il valore di E di un sistema chimico, ma possiamo misurare la variazione di energia interna ΔE, che si ha quando avviene una reazione chimica.
Una "trasformazione endotermica" comporta un aumento di entalpia del sistema e dunque un trasferimento di calore dall'ambiente al sistema.
Una "trasformazione esotermica" comporta una diminuzione di entalpia e dunque un trasferimento di calore dal sistema all'ambiente.
"L'entalpia" è una funzione di stato (dipende solo dal punto iniziale e finale).
H = E + PV
ΔH = ΔE + Δ(PV) se P è costante ΔH = ΔE + PΔ(V)
Se P è costante la trasformazione è legata solo alla variazione di volume
q = ΔE + PΔV → ΔH = q
L’entalpia dipende da T e P, si è stabilito come stato standard di una specie chimica il suo stato stabile a 1 atm e 298,15 K. Si assegna valore zero all'entalpia degli elementi nello stato standard.
Nella reazione di sintesi di una mole di un composto a partire da elementi allo stato standard, il calore prodotto o assorbito nella reazione viene definito:
Entalpia molare standard di formazione ΔHf0
Se ΔHf0 assume valori negativi si riferisce a reazioni esotermiche
Se ΔHf0 assume valori positivi si riferisce a reazioni endotermiche
Legge di Hess: il ΔH di una reazione è indipendente dal cammino percorso dalla reazione, dipende solo dalla natura e quantità delle specie di partenza e di quelle formate.
L’entalpia di una reazione che possa essere scomposta in più reazioni parziali è pari alla somma delle entalpie delle singole reazioni della sequenza.
S: funzione di stato entropica, è misura del disordine molecolare, inteso come numero di posizioni e di livelli energetici che le molecole possono assumere.
S = 0 se e solo se la T = 0 K
ΔS0 variazione di entropia standard = Sprodotti - Sreagenti
La S0: entropia molare standard a 1 atm e 298,15 K
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