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Home Chimica Fisica

Entalpia di vaporizzazione: esercizi svolti

di Chimicamo
3 Luglio 2021
in Chimica Fisica, Termodinamica
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entalpia di vaporizzazione-chimicamo

entalpia di vaporizzazione-chimicamo

L' entalpia di vaporizzazione è la quantità di calore necessaria per vaporizzare una mole di sostanza al suo punto di ebollizione alla pressione di 1 atm.

Nel Sistema Internazionale viene espressa in kJ/mol anche se a volte viene espressa in J/g. Quando si parla di entalpia di vaporizzazione non vi è variazione di temperatura in quanto il calore erogato serve solo a far passare la specie che si trova alla sua temperatura di ebollizione dallo stato liquido a quello di vapore. Ogni sostanza ha una specifica entalpia di vaporizzazione che è tabulata, in particolare l'entalpia di vaporizzazione dell'acqua è di 40.7 kJ/mol. La relazione tra calore q ed entalpia viene data dalla seguente equazione:

q = ΔHvap ( mole)

in cui q è il calore coinvolto, ΔHvap  è l'entalpia di vaporizzazione

Esercizi svolti

1)      Una massa pari a 49.5 g di acqua vengono portati alla temperatura di ebollizione. Calcolare l'entalpia di vaporizzazione

Le moli di acqua sono pari a 49.5 g / 18.02 g/mol= 2.75

L'entalpia di vaporizzazione dell'acqua è di 40.7 kJ/mol

Applicando l'equazione q = ΔHvap ( mole) si ha:

q = 40.7 kJ/mol ∙ 2.75 mol = 111.8 kJ

2)      Calcolare l'entalpia di vaporizzazione dell'acqua in J/g e in cal/g

Da un punto di vista dimensionale: J/mol / g/mol = J/mol

40.7 kJ/mol = 40700 J/mol

Dividiamo questo valore per il peso molecolare dell'acqua e otteniamo:

ADVERTISEMENTS

40700 J/mol / 18.02 g/mol = 2259 J/g

Sapendo che 1 cal = 4.18 J si ha

2259 J ∙ 1 cal / 4.18 J = 540 cal

Da cui 540 cal/g

3)      Calcolare la quantità di calore in Joule e in calorie necessario per far passare 25.0 g di acqua dalla sua temperatura di ebollizione allo stato di vapore sapendo che ΔHvap = 2259 J/g = 540 cal/g

LEGGI ANCHE   Legge di distribuzione di Nernst

Poiché il ΔHvap ci viene dato in J/g non si devono calcolare le moli di acqua pertanto:
q = 2259 J/g ∙25.0 g = 5.65 ∙ 104 J ( si noti che il risultato deve essere espresso con 3 cifre significative pertanto scrivere 56475 non è corretto)

Analogamente q = 540 cal/g ∙ 25.0 g = 1.35∙ 104 cal

1)      L'acqua può esistere in forma di vapore alla temperatura di 100 °C. Calcolare il calore che bisogna sottrarre affinché 80.1 g di acqua sotto forma di vapore passino allo stato liquido.

Il calore necessario per il passaggio liquido-vapore è lo stesso di quello necessario al passaggio vapore-liquido. La differenza è che nel primo caso il calore va erogato mentre nel secondo va sottratto.

Moli di acqua = 80.1 g/ 18.02 g/mol = 4.45

Q = 40.7 kJ/mol ∙ 4.45 mol = 181 kJ

 

2)      L'entalpia molare di vaporizzazione dell'acqua è 40.7 kJ/mol e il suo calore specifico è 4.18 J/g°C.    

Calcolare il calore necessario per portare 25.0 g di acqua dalla temperatura di 10.0 °C allo stato di vapore

Dobbiamo per primo calcolare il calore necessario per portare l'acqua da 10.0 a 100 °C
q = m ∙ c ∙ ΔT

Da cui q = 25.0 ∙ 4.18 ( 100 – 10) = 9.41 ∙ 103 J = 9.41 kJ

Poi dobbiamo calcolare il calore necessario per la vaporizzazione; per fare ciò dobbiamo calcolare le moli di acqua:

moli di acqua = 25.0 g / 18.02 g/mol = 1.39

poi applicando l'equazione q = ΔHvap ( mole) si ha:

q = 40.7 kJ/mol ∙ 1.39 mol = 56.6 kJ

per l'intero processo occorreranno 56.6 + 1.39 = 58.0 kJ

 

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Tags: caloreentalpiavaporizzazione

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Maurizia Gagliano, Dottore in Chimica e Docente. Massimiliano Balzano, Dottore in Scienza e Ingegneria dei Materiali.

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Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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