Entalpia standard di reazione

Template:Termochimica Template:Torna aTemplate:S L'entalpia standard di reazione, ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{H}^{\circ }$, è la variazione di entalpia associata a una reazione chimica tra elementi e/o composti allo stato standard, cioè presi puri nella loro forma più stabile alla temperatura d'interesse e alla pressione standard, definita come Template:M (Template:M).

Viene solitamente riportata come entalpia molare standard di reazione, ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\hat{H}}^{\circ }$. La sua unità di misura, nel sistema internazionale, è quindi $\left[\mathrm{J}{\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}\right]$.

Per una generica reazione chimica l'entalpia molare standard di reazione può essere ricavata, grazie alla legge di Hess, dalla seguente relazione:

${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\hat{H}}^{\circ }=\sum _i{\nu }_i\cdot {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\hat{H}}_i^{\circ }=\sum _{prodotti}|{\nu }_i|\cdot {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\hat{H}}_i^{\circ }-\sum _{reagenti}|{\nu }_i|\cdot {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\hat{H}}_i^{\circ }$

dove ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\hat{H}}^{\circ }$ è l'entalpia standard di formazione molare e $\nu$ è il numero stechiometrico.

L'entalpia standard di reazione assume valori negativi se è associata ad una reazione esotermica, e valori positivi se è associata ad una reazione endotermica, nelle condizioni di T e p considerate.

Formalmente, l'entalpia molare di reazione è funzione di temperatura e pressione ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}\hat{H}(T,p)$ ma per pressioni medio-basse è quasi indipendente dalla pressione, quindi si può considerare ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}\hat{H}(T)$. L'entalpia di reazione in funzione della temperatura può essere calcolata applicando l'equazione di Kirchhoff:

${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}\hat{H}(T)={\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\hat{H}}^{\circ }+\underset{T^{\circ }}{\overset{T}{\int }}\mathrm{\Delta }{C}_{m,p}\mathrm{d}T$

dove $\mathrm{\Delta }{C}_{m,p}=\sum _{prodotti}|\nu |\cdot C_{m,p}-\sum _{reagenti}|\nu |\cdot C_{m,p}$

con $C_{m,p}$ capacità termica molare a pressione costante.

L'entalpia di reazione dipende anche dallo stato di aggregazione (liquido, gas. etc.) dei reagenti e dei prodotti.

Tramite la calorimetria è possibile determinare l'entalpia di reazione sperimentalmente.

Esempio

Per la reazione:

$4\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3(\mathrm{g})+5\mathrm{O}{\phantom{A}}_2(\mathrm{g})\to 4\mathrm{N}\mathrm{O}(\mathrm{g})+6\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}(\mathrm{g})$

${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{H}^{\circ }$ si calcola nel seguente modo:

${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{H}^{\circ }=4\cdot {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{H}^{\circ }(\mathrm{N}\mathrm{O},\mathrm{g})+6\cdot {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{H}^{\circ }({\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O},\mathrm{g})-4\cdot {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{H}^{\circ }(\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}},\mathrm{g})$

dove è stato omesso il contributo dato dall'ossigeno in quanto l'entalpia standard di formazione degli elementi è posta, per convenzione, pari a 0.

Bibliografia

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Voci correlate

• Calorimetria
• Entalpia standard di formazione
• Entalpia standard di combustione
• Legge di Hess

Collegamenti esterni

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