Sia in fisica che in chimica viene utilizzato un concetto per misurare l'energia contenuta nel corpo. Stiamo parlando del entalpia. È un tipo di misura che indica la quantità di energia contenuta in un corpo o sistema che ha un certo volume, che è sotto pressione e che può essere scambiata con l'ambiente. L'entalpia di un sistema è rappresentata dalla lettera H e l'unità fisica ad essa associata per indicare i valori energetici è il Joule.
In questo articolo vi spiegheremo tutte le caratteristiche e l'importanza dell'entalpia.
caratteristiche principali
Possiamo dire che l'entalpia è uguale all'energia interna che ha il sistema più la pressione per il volume dello stesso sistema. Quando vediamo che l'energia del sistema, la pressione e il volume sono funzioni di stato, lo è anche l'entalpia. Ciò significa che, quando arriva il momento, può verificarsi in alcune condizioni iniziali finali in modo che la variabile possa aiutare a studiare l'intero sistema.
La prima cosa è sapere qual è l'entalpia della formazione. Riguarda calore assorbito dimenticato dal sistema quando 1 mole di sostanza del prodotto viene prodotta dagli elementi allo stato normale. Questi stati possono essere solidi, liquidi o gassosi o in caso di soluzione. Lo stato allotropico è lo stato più stabile. Ad esempio, lo stato allotropico più stabile che il carbonio ha è la grafite, oltre ad essere in condizioni normali di cui sono i valori di depressione 1 atmosfera e la temperatura è di 25 gradi.
Sottolineiamo che le entalpie di formazione secondo quanto abbiamo definito sono per 1 mole di composto prodotto. In questo modo, a seconda della quantità di prodotti reagenti esistenti, la reazione dovrà essere regolata con coefficienti frazionari.
Entalpia di formazione
Sappiamo che in qualsiasi processo chimico, l'entalpia di formazione può essere sia positiva che negativa. Questa entalpia è positiva quando la reazione è endotermica. Che una reazione chimica sia endotermica significa che può assorbire il calore del mezzo. D'altronde, abbiamo un'entalpia negativa quando la reazione è esotermica. Che una reazione chimica sia esotermica significa che emette calore dal sistema verso l'esterno.
Affinché si verifichi una reazione esotermica, i reagenti devono avere un'energia maggiore rispetto ai prodotti. Al contrario, affinché avvenga una reazione endotermica i reagenti devono avere meno energia dei prodotti. Affinché l'equazione chimica di tutto ciò possa essere ben scritta, è necessario rispettare la legge della conservazione della materia. Cioè, l'equazione chimica deve contenere le informazioni sullo stato fisico dei reagenti e dei prodotti. Questo è noto come stato di aggregazione
Inoltre tienilo a mente le sostanze pure hanno entalpia di formazione pari a zero. Questi valori di entalpia sono ottenuti in condizioni standard, come quelle sopra menzionate, e nella loro forma più stabile. In un sistema chimico in cui sono presenti reagenti e prodotti, l'entalpia di reazione è uguale all'entalpia di formazione in condizioni standard.
Sappiamo che l'entalpia dei valori di formazione di alcuni composti chimici inorganici e organici è stabilita a condizioni di 1 atmosfera di pressione e 25 gradi di temperatura.
Entalpia di reazione
Abbiamo già accennato a cos'è l'entalpia della formazione. Ora descriveremo qual è l'entalpia di reazione. È una funzione termodinamica che aiuta a calcolare il calore ottenuto o il calore erogato durante una reazione chimica. Si cerca l'equilibrio del trainer, rimane o riceve sia i reagenti che i prodotti. Uno degli aspetti che devono essere soddisfatti per calcolare l'entalpia di reazione è che la reazione stessa deve avvenire a pressione costante. Cioè, per tutto il tempo necessario affinché avvenga la reazione chimica, la pressione deve essere mantenuta costante.
Sappiamo che l'entalpia ha dimensioni di energia ed è per questo che viene misurata in joule. Comprendere la relazione tra entalpia e calore scambiato durante una reazione chimica è necessario andare alla prima legge della termodinamica. Ed è che questa prima legge ci dice che il calore che viene scambiato in un processo termodinamico è uguale alla variazione dell'energia interna della sostanza o delle sostanze coinvolte nel processo più il lavoro svolto da dette sostanze durante il processo.
Sappiamo che tutte le reazioni chimiche non sono altro che vari processi termodinamici che avvengono a una certa pressione. I valori di pressione più comuni sono forniti in condizioni standard di pressione atmosferica. Pertanto, tutti i processi termodinamici che avvengono in questo modo sono chiamati isobarici, poiché si verificano a pressione costante.
È molto comune chiamare calore entalpico. Tuttavia, deve essere chiaro che non è la stessa cosa del calore, ma dello scambio di calore. Cioè, non è il calore che può insegnare una lezione o il calore interno che hanno i reagenti e i prodotti. È il calore che viene scambiato durante il processo di reazione chimica.
Rapporto con il calore
A differenza di ciò di cui abbiamo parlato prima, l'entalpia è una funzione dello stato. Quando calcoliamo la variazione di entalpia, stiamo effettivamente calcolando la differenza di due funzioni. Queste funzioni dipendono solitamente esclusivamente dallo stato del sistema. Questo stato del sistema varia a seconda dell'energia interna e del volume del sistema stesso. Poiché sappiamo che la versione rimane costante durante tutta la reazione chimica, l'entalpia di reazione non è altro che una funzione di stato che dipende sia dall'energia interna che dal volume.
Pertanto, possiamo definire l'entalpia dei reagenti in una reazione chimica come la somma di ciascuno di essi. D'altra parte, definiamo la stessa cosa ma nei prodotti come la somma dell'entalpia di tutti i prodotti.
Spero che con queste informazioni possiate saperne di più sull'entalpia e sulle sue caratteristiche.