Trasformazioni della materia, energia e ambiente
L’entalpia delle sostanze e le trasformazioni della materia
Reazioni chimiche e calcolo della variazione di entalpia
Vediamo ora come è possibile, utilizzando i valori di entalpia di formazione tabulati, calcolare la variazione dell’entalpia di una reazione e quindi stabilire a priori se la reazione è esoenergetica o endoenergetica.
Consideriamo, per esempio, l’equazione della reazione di scomposizione dell’urea con l’acqua:
Sappiamo che non è possibile conoscere il valore dell’entalpia delle sostanze, ma conosciamo il ∆H di formazione delle sostanze stesse. Per questo motivo la relazione che consente di ricavare la variazione di entalpia di una reazione diventa la seguente:
Riscriviamo l’espressione riportando la somma (∑) delle entalpie standard di formazione dei reagenti e dei prodotti, ricordando che queste vanno moltiplicate per i corrispondenti coefficienti stechiometrici:
Riportiamo poi nella relazione i valori di ∆H°ƒ delle sostanze:
∙ (−333,51 kJ/mol) + 1 mol ∙ (−285,83 kJ/mol)] = +133,61 kJ
Dato che la variazione di entalpia è positiva (∆H° > 0) e che quindi l’entalpia di formazione dei reagenti è minore di quella dei prodotti, si deve concludere che la reazione è endoenergetica.
Occorre aggiungere che le reazioni ben difficilmente avvengono nelle condizioni standard, quindi non si potrebbero usare i valori di ∆H°ƒ riportati in tabella ma valori opportunamente corretti. Tuttavia, il valore di ∆H delle reazioni può essere ugualmente calcolato con sufficiente approssimazione utilizzando i valori della tabella purché nelle condizioni operative lo stato fisico dei reagenti e dei prodotti sia uguale a quello che caratterizza le sostanze nel loro stato standard.