PERCHÉ DUE SOSTANZE REAGISCONO FRA
DI LORO?
“Perchè hanno affinità
chimica fra loro..”
Ma come faccio a dirlo?
Come stabilisco i
prodotti?
Occorre una grandezza
misurabile che stabilisca
l’affinità di una sostanza
per un’altra
Occorre sapere se una
reazione è
spontanea/non
spontanea per poterla
sfruttare
TERMODINAMICA CHIMICA
L’ASPETTO ENERGETICO DELLE REAZIONI
Prevede se una
reazione in certe
condizioni avviene/non
avviene
Aiuta a stabile quali
sono le condizioni
migliori per fa
avvenire una reazione
CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g) + E
1° PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA: LA CONSERVAZIONE
DELL’ENERGIA
Il calore sviluppato da questa reazione può essere convertito in lavoro
2° PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA: NON TUTTO IL CALORE SI
Può TRASFORMARE IN LAVORO
NO RENDIMENTO 100% MACCHINE TERMICHE
UNA QUOTA DI CALORE SE NE VA IN AUMENTO DEL DISORDINE
(ENTROPIA)
REAZIONI ENDOTERMICHE/ESOTERMICHE
Sono dette trasformazioni endotermiche tutte
le trasformazioni di un sistema che avvengono con
assorbimento di calore dall’ambiente e sono
dette trasformazioni esotermiche quelle che
avvengono con liberazione di calore nell’ambiente.
LE REAZIONI ESOTERMICHE
I SISTEMI CHIMICI EVOLVONO
SPONTANEAMENTE AD UNO STATO
ENERGETICO MINORE
nelle reazioni esotermiche l’energia chimica del
sistema diminuisce mentre nelle reazioni
endotermiche l’energia chimica aumenta.
L’ENERGIA SCAMBIATA IN UNA REAZIONE
CHIMICA SI CHIAMA ENTALPIA
Lo stato energetico dei reagenti e dei prodotti in una
reazione è detta Entalpia
La variazione di entalpia (∆H) relativa a una
trasformazione che avviene a pressione costante
corrisponde numericamente al calore scambiato
ENTALPIA DI FORMAZIONE:
POSSIAMO STABILIRE A TAVOLINO SE UNA
REAZIONE È ESOTERMICA/ENDOTERMICA
(LEGGE DI HESS)
LE REAZIONI ESOTERMICHE SONO
GENERALMENTE SPONTANEE
Se il sistema cede calore durante la trasformazione
(processo esotermico), l’entalpia dello stato finale è
minore di quella dello stato iniziale (∆H < 0).
Viceversa, se il sistema acquista calore durante la
trasformazione (processo endotermico), l’entalpia dello
stato finale è maggiore di quella dello stato iniziale (∆H >
0).
ESISTONO REAZIONE ENDOTERMICHE
SPONTANEE.. L’ENTALPIA NON È L’UNICO
FATTORE CHE DECIDE LA SPONTANEITÀ DI
UNA REAZIONE
Esistono reazioni
endotermiche spontanee
esempio
NH4NO3 NH4+ + NO3
ϪH = +290 Kj/mol
Ad una reazione non
basta essere
esotermica per essere
spontanea
Esempio
H 2 + O 2 H 2O 2
ϪH = -187,9 Kj/mol
ENTROPIA (FUNZIONE DI STATO)
La termodinamica
dimostra che i sistemi
evolvono
spontaneamente
verso stati di Entropia
maggiori
S> 0
Non esiste nessuno stato in
con S = 0
(sarebbe 0°K!!)
S PUÒ ESSERE CALCOLATA
S=
Q/T
Q è il Calore che
NON potrà MAI
essere convertito
in lavoro
E’ la parte di energia che si
degrada
E’ il “Calore non utilizzabile”
(Clausius, 1865)
E’ il calore disperso in una
macchina termica
Q=T
S, è il lavoro
perduto. L’energia non va
distrutta (verrebbe meno il
1°P).
Essa va ad aumentare il
disordine del sistema
ENERGIA LIBERA
Il matematico Gibbs
formulò l’equazione
per stabilire la
spontaneità dei
processi chimici:
“Ogni processo
spontaneo è
accompagnato da una
diminuzione di
Energia Libera”
Corrisponde
all’energia sfruttabile
in una reazione
