Come Calcolare il Delta H

Ogni volta che combini dei composti chimici, sia in cucina sia in laboratorio, ne crei di nuovi che vengono chiamati “prodotti”. Durante queste reazioni chimiche il calore può essere assorbito ceduto dall’ambiente circostante. Lo scambio di calore tra una reazione chimica e l’ambiente è noto come entalpia della reazione e si indica con ∆H. Per trovare il ∆H, inizia dal passaggio 1.

Passaggi

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    Prepara i reagenti per la reazione chimica. Per riuscire a misurare l’entalpia della reazione, come prima cosa devi preparare le giuste quantità dei reagenti coinvolti nella reazione stessa.
    • Come esempio, vogliamo calcolare l’entalpia della reazione di formazione dell’acqua, a partire da idrogeno e ossigeno: 2H2 (idrogeno) + O2 (ossigeno) → 2H2O (acqua). Per l’esempio proposto puoi usare 2 moli di idrogeno e 1 mole di ossigeno.
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    Pulisci il contenitore. Per assicurarti che la reazione avvenga senza contaminazioni, pulisci e sterilizza il contenitore che intendi usare (di solito un calorimetro).
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    Metti nel contenitore una bacchetta agitatrice e un termometro. Preparati a mescolare i componenti, se necessario, e a misurare la loro temperatura tenendo nel calorimetro sia la bacchetta agitatrice sia il termometro.
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    Versa i reagenti nel contenitore. Una volta che avrai preparato tutti gli strumenti puoi versare i reagenti nel contenitore. Sigilla immediatamente dall’alto.
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    Misura la temperatura. Usando il termometro che avevi inserito nel contenitore, prendi nota della temperatura appena hai aggiunto i reagenti.
    • Per l’esempio proposto, diciamo che hai versato idrogeno e ossigeno nel contenitore, l’hai sigillato e registri una prima temperatura (T1) di 150K (che è piuttosto bassa).
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    Vai avanti con la reazione. Lascia agire i due componenti, mescola se necessario per accelerare il processo.
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    Misura di nuovo la temperatura. Una volta che la reazione avrà avuto luogo, misura nuovamente la temperatura.
    • Per l’esempio proposto sopra, diciamo che hai lasciato passare abbastanza tempo e che la seconda temperatura misurata (T2) è di 95K.
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    Calcola la differenza di temperatura. Sottrai per determinare la differenza tra la prima e la seconda temperatura (T1 e T2). La differenza si indica come ∆T.
    • Per l’esempio sopra, ∆T verrà calcolata così:
      ∆T = T2 – T1 = 95K – 185K = -90K
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    Determina la massa totale dei reagenti. Per calcolare la massa totale dei reagenti, ti servirà la massa molare dei componenti. Le masse molari sono costanti; puoi trovarle nella tavola periodica degli elementi o nelle tabelle chimiche.
    • Nell’esempio sopra, abbiamo usato idrogeno e ossigeno che hanno una massa molare di 2g e di 32g rispettivamente. Dato che abbiamo usato 2 moli di idrogeno e 1 mole di ossigeno, la massa totale dei reagenti si calcolerà così:
      2x(2g) + 1x(32g) = 4g + 32g = 36g
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    Calcola l’entalpia della reazione. Una volta che hai tutti gli elementi, puoi calcolare l’entalpia della reazione. La formula è questa:
    ∆H = m x s x ∆T
    • Nella formula, m rappresenta la massa totale dei reagenti; s rappresenta il calore specifico, anch’esso costante per ogni elemento o composto.
    • Nell’esempio sopra, il prodotto finale è l’acqua che ha un calore specifico pari a 4,2 JK-1g-1. Perciò, calcolerai l’entalpia della reazione in questo modo:
      ∆H = (36g) x (4,2 JK-1 g-1) x (-90K ) = -13608 J
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    Prendi nota del risultato. Se il segno è negativo, la reazione è esotermica: il calore è stato assorbito dall’ambiente. Se il segno è positivo, la reazione è endotermica: il calore è stato ceduto dall’ambiente.
    • Nell’esempio qui sopra, il risultato finale è -13608 J. Quindi è una reazione esotermica che coinvolge una quantità significativa di energia.
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Consigli

  • Questi calcoli sono stati fatti usando i gradi Kelvin (K) – un’altra scala di temperatura proprio come i centigradi. Per convertire i gradi centigradi in Kelvin e viceversa, semplicemente somma o sottrai 273 gradi: K = °C + 273.
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Categorie: Chimica

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