Chimica
La Termochimica

La termochimica (o termodinamica chimica) è la branca della termodinamica che studia gli effetti termici determinati da reazioni chimiche, chiamati calore di reazione.

La termochimica concerne pertanto le conversioni di energia chimica in energia termica e viceversa, che avvengono durante una reazione e ne studia le variabili ad esse connesse

IL CALORE

Calore: forma di energia, misurata in calorie o joule, che si trasmette da un corpo ad un altro.

Caloria (cal): quantità di calore necessaria a far innalzare la temperatura di un grammo di acqua da 14,5° a 15,5°.

Joule (J): lavoro compiuto da una forza di 1 N che sposta di 1 m il suo punto di applicazione.

Calore specifico: quantità di calore necessaria per innalzare di 1°C la temperatura di una massa definita di sostanza.

Capacità termica (J/Kmol): quantità di calore necessaria per innalzare di 1°C la temperatura di una mole di sostanza.

Quantità di calore: Si trova secondo la relazione Q=m*Cs*(t2-t1)

Temperatura: grandezza che misura lo stato termico. Indica in quale direzione avviene il passaggio di calore da un corpo a un altro. Lo strumento di misura della temperatura è il termometro; l'unità di misura è il grado.

Grado centigrado: E' la centesima parte dell'intervallo di temperatura compreso fra la temperatura di fusione del ghiaccio e la temperatura di ebollizione dell'acqua.

Grado Kelvin: Vale quanto un grado centigrado ma, nella scala Kelvin, è assunto come 0° lo 0 assoluto pari -273°C.

TERMOCHIMICA

. Reazione esoterminca: si sviluppa calore nella trasformazione.

. Reazione endotermica: il calore viene assorbito (si abbassa la temperatura).

. Combustione: reazione con l'ossigeno di una sostanza (brucia)

. Combustibili: sostanza che reagiscono facilmente con l'ossigeno.

. Per determinare il calore di reazione si usa un calorimetro per osservare la temperatura prima e dopo che la reazione è avvenuta.

. Il calore di reazione dipende da:

-tipo di reazione

-quantità di reagenti

-stato fisico di reagenti e prodotti

-condizioni di pressione e temperatura

. Calore di reazione: quantità di calore sviluppata o assorbita da una reazione chimica quando le quantità dei reagenti sono quelle dell'equazione bilanciata. E' positivo per le reazioni esotermiche e negativo per quelle endotermiche.

. Condizioni standard: pressione di 1 atmosfera e temperatura di 25°C. Sia i prodotti che i reagenti devono trovarsi in queste condizioni.

. Calore di formazione: quantità di calore che si sviluppa o viene assorbita quando una mole di quel composto si forma a partire dai suoi elementi.

. Calore di combustione: quantità di calore che si libera quando si fa bruciare completamente una mole di quella sostanza.

. Entalpia (H): contenuto termico (energia) di una data sostanza. Gli elementi allo stato standard hanno entalpia 0. E' funzione di stato del sistema.

. Variazione di entalpia (DH): Si ottiene facendo (H totale dei prodotti) - (H totale dei reagenti). E' negativo per le reazioni esotermiche e positivo per quelle endotermiche.

. Funzione di stato del sistema: grandezza che ha lo stesso valore qualsiasi sia il modo con cui si passa da una situazione finale a quella iniziale.

. Reazione inversa: reazione in cui reagenti e prodotti si scambiano i ruoli rispetto alla reazione diretta.

. Reazione di decomposizione: reazione inversa a quella di formazione.

. Legge di Lavoiser e Laplace: la quantità di calore che deve essere fornita per decomporre un composto è uguale, ma di segno opposto, alla quantità di calore che si sviluppa quando quel composto si forma a partire dagli elementi.

. Legge di Hess: la quantità di calore che accompagna una reazione è la stessa sia che avvenga in uno stadio, sia che avvenga in molti stadi. La quantità di calore sviluppata dipende da reagenti e prodotti, e non dagli stadi intermedi.

. Energia di legame: energia necessaria per rompere un numero di Avogadro di legami del tipo considerato. L'energia necessaria per decomporre un composto è uguale (ma di segno contrario) a quella liberata nella formazione.

. Fenomeni spontanei: avvengono senza l'intervento di una forza esterna.

. Entropia (S) (J/Kmol): Misura del grado di disordine del sistema. Si ha maggior disordine se c'è maggior movimento delle molecole e la sostanza è allo stato gassoso (lo stato liquido è più disordinato di quello solido).

. Variazione di entropia dell'universo: (variazione di entropia del sistema) + (variazione di entropia dell'ambiente). (Entropia totale dei prodotti) - (Entropia totale dei reagenti).

. Energia libera di Gibbs (G): Se DG è negativo l'entropia dell'universo aumenta e la reazione è spontanea, se è positivo l'entropia diminuisce e la reazione non è spontanea.

. Variazione dell'energia libera (DG): DG=DH-T*DS

. Una reazione è spontanea se aumenta l'entropia dell'universo.

. Una reazione è spontanea se diminuisce l'energia libera di Gibbs.