Chimica Applicata allAmbiente Lezione 2

Esercizi alla lavagna su peso atomico e peso molecolare (approfondimento lezione 1)
Esercizi 2.1 e 2.2 dello Smith
Esercizio inventato 1
Un solido ionico è composto da CaO al 75% e MgO al 25% in peso.
(a) Quale è la percentuale atomica di CaO e MgO nel solido?
(b) Quale è la percentuale atomica del sistema in termini di Ca, Mg ed O?
(a) PMCaO = 56 g/mole; PMMgO = 40 g/mole;
Calcoli su 100 g di solido
n° unità formula CaO = (75/56)*NA = 8,06 *1023
n° unità formula MgO =(25/40)*NA = 3,76 *1023
% atomica MgO = 32
% atomica CaO = 68
(b)
n° atomi Ca= (75/56)*NA = 8,06 *1023
n° atomi Mg =(25/40)*NA = 3,76 *1023
n°atomi O = n° atomi Ca + n° atomi Mg
% atomica Ca = 34
% atomica Mg = 16
% atomica O = 50
Cenni di termodinamica
Il primo principio della termodinamica afferma che l’energia può essere convertita da una
forma all’altra, ma non può essere né creata né distrutta.
L’energia interna (U) di un sistema è una grandezza estensiva che corrisponde alla somma
dell’energia cinetica e dell’energia potenziale di tutte le particelle che lo compongono.
In base al primo principio della termodinamica, la variazione di energia interna ΔU di
un sistema può essere scritta come:
ΔU = q + w
In un sistema chimico, la variazione di entalpia ΔH è uguale al calore Qp
scambiato a pressione costante
Q = ΔH = Hprodotti – Hreagenti
La quantità di calore (kJ) emesso o assorbito da una reazione, si determina
misurando la variazione di temperatura dell’ambiente esterno.
Q = c  m  ΔT
Q = calore
c = calore specifico
m = massa di acqua nel calorimetro
ΔH <0
ΔH >0
reazioni esotermiche
reazioni endotermiche
L’entalpia di reazione dipende dalla temperatura e dalla pressione.
I valori generalmente riportati nelle tabelle si riferiscono alla temperatura di 25 °C e alla
pressione di 1 atm.
L’entalpia standard di formazione di un composto è la variazione di entalpia che
accompagna la formazione di una mole di un composto a partire dagli elementi che lo
costituiscono, ciascuno nel proprio stato standard.
Perché i processi avvengono ?
Le reazioni spontanee possono essere sia esotermiche che endotermiche.
Le reazioni spontanee procedono sempre verso l’aumento del disordine, ovvero verso la
dispersione di energia e di materia. Questo è implicito nel secondo principio della
termodinamica.
Concetto di entropia:
Nel caso in cui io abbia DU = 0 (come in questo caso) Q =W. Il secondo principio della termodinamica aggiunge che
W≤ 0, dove l’uguale va bene per processi reversibili ed il < per processi irreversibili.
Il motore delle reazioni chimiche
L’energia libera G è una grandezza termodinamica che
dipende dall’entalpia, dalla temperatura assoluta e
dall’entropia del sistema
G = H – TS
Durante una reazione a temperatura e pressione costanti si
ha una variazione dell’energia libera espressa dalla
relazione:
ΔG = ΔH – TΔS
Se DG < 0 la reazione è spontanea
Se DG >0 la reazione non è spontanea