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Home Chimica Fisica

Esercizi sull’entalpia

di Chimicamo
20 Ottobre 2022
in Chimica Fisica, Termodinamica
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entalpia-chimicamo

entalpia-chimicamo

Gli esercizi sull’entalpia possono essere risolti considerando alcune relazioni esistenti tra le grandezze termodinamiche

Sommario nascondi
1 Esercizi sull’entalpia
2 Calcolo del calore prodotto

L’entalpia è una funzione di stato usata in termodinamica definita come la somma tra l’energia interna e il prodotto tra pressione e volume

Prima di affrontare la soluzione di alcuni esercizi sull’entalpia ricordiamo alcune relazioni fondamentali.

La variazione di energia libera vale ΔG = ΔH – TΔS e nella stato standard: ΔG = ΔH – TΔS

In una reazione la variazione di energia libera vale ΔG° = Σ n ΔGf°prodotti – Σ n ΔGf°reagenti

La variazione di entropia è data da: ΔS° = Σ n ΔS°prodotti – Σ n ΔS°reagenti

In una reazione la variazione di entalpia vale ΔH° = Σ n ΔH°prodotti – Σ n ΔH°reagenti

La variazione di energia libera è correlata al quoziente di reazione : ΔG = ΔG° + RT ln Q

Esercizi sull’entalpia

1) Usando i valori termodinamici tabulati calcolare la variazione di entalpia della reazione di formazione dell’acqua a partire da idrogeno e ossigeno gassosi.

La reazione chimica da prendere in considerazione è:

H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O + calore

Dai valori tabulati ΔH°(formazione) H2O(l) = – 285.83 kJ/mol

Poiché ΔH°(formazione) degli elementi nel loro stato standard è pari a zero si ha ΔH°(formazione) H2(gas)= ΔH°(formazione)O2(gas)= 0

ΔH° = Σ n ΔH°prodotti – Σ n ΔH°reagenti = – 285.83 kJ

 2) Usando i valori termodinamici tabulati calcolare la variazione di entalpia della reazione di combustione del metano gassoso secondo la reazione:

CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g) + calore

Dai valori tabulati ΔH°(formazione) si ha:

  Sistemi a flusso continuo

CH4(g) = – 74.87 kJ/mol

O2(g) = 0 kJ/mol

H2O(l) = – 285.83 kJ/mol

 CO2(g) = – 393.51 kJ/mol

Applicando l’equazione ΔH° = Σ n ΔH°prodotti – Σ n ΔH°reagenti  si ottiene:

ΔH° = [2 ∙ ( – 285.83) + (- 395.51)] – [ ( 2 ∙ 0 ) + (- 74.87)] = – 890.3 kJ

 

Calcolo del calore prodotto

Usando i valori termodinamici tabulati calcolare il calore prodotto quando vengono bruciati 0.500 Kg di 2-propanolo sapendo che i prodotti di reazione sono anidride carbonica e acqua. Si assuma un eccesso di ossigeno.

La reazione bilanciata di combustione del 2-propanolo è:

2 C3H8O (l) + 9 O2(g) →6  CO2(g) + 8 H2O(g) + calore

Calcoliamo le moli di 2-propanolo attraverso il peso molecolare:

0.500 Kg = 500 g

Moli di 2-propanolo = 500 g/ 60.084 g/mol = 8.3

Dai valori tabulati ΔH°(formazione) si ha:

C3H8O = – 318.2 kJ/mol

O2(g) = 0 kJ/mol

H2O(l) = – 285.83 kJ/mol

CO2(g) = – 393.51 kJ/mol

Applicando l’equazione ΔH° = Σ n ΔH°prodotti – Σ n ΔH°reagenti  si ottiene:

ΔH° = [6 ∙ (- 393.51) + 8 ∙ (- 285.83)] – [ 2 ∙ (- 318.2) + 9 ( 0)] = – 4011.3 kJ/mol

Tale valore è riferito alla combustione di 2 moli di 2-propanolo pertanto il calore sviluppato dalla combustione di 8.3 moli di 2-propanolo è pari a: 8.3 ∙ ( – 4011.3) / 2 = 16646 kJ

Tags: combustioneenergia liberaentropiametano

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Il Progetto Chimicamo

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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