Determinare l'Entalpia di una Reazione: 11 Passaggi (con Immagini)

Contenuto

Passi
Consigli

Ogni volta che mescoli componenti chimici, sia in cucina che in un laboratorio chimico, crei nuove sostanze, quelli che chiamiamo “prodotti”. Durante queste reazioni chimiche, il calore può essere assorbito o rilasciato nell`ambiente. Lo scambio di calore durante una reazione chimica con l`ambiente è noto come entalpia di una reazione, scritta come ∆H. Per trovare ∆H leggi il seguente articolo.

Passi

1. Preparare i reagenti per la reazione chimica. Per misurare correttamente l`entalpia di una reazione, devi prima avere la quantità corretta di ciascun reagente.

Ad esempio, supponiamo di voler trovare l`entalpia della reazione in cui l`acqua è formata da idrogeno e ossigeno: 2H2 (Idrogeno) + O2 (Ossigeno)→2H2O (Acqua). Ai fini di questo esempio, supponiamo di avere 2 moli di idrogeno e 1 mole di ossigeno.

2. Pulire il recipiente di reazione. Per garantire che la reazione avvenga senza contaminazione, pulire il recipiente di reazione (solitamente un calorimetro) che si intende utilizzare.

3. Mettere un bastoncino e un termometro nel recipiente di reazione. Preparare il composto secondo necessità e misurarne la temperatura tenendo sia il bastoncino che il termometro nel decalorimetro.

4. Versare i reagenti nel recipiente di reazione. Una volta che tutto è ben preparato, puoi mettere i reagenti nel calorimetro. Chiuderlo subito dopo.

5. Misura la temperatura. Utilizzando il termometro posto nel calorimetro, registrare immediatamente la temperatura dopo aver aggiunto i reagenti.

Nell`esempio sopra, supponiamo di mettere idrogeno e ossigeno nel calorimetro, sigillarlo e annotare una temperatura (T1) di 150 K (che è molto bassa).

6. Continua con il commento. Dare alle sostanze un po` di tempo per reagire, mescolare se necessario per accelerare esattamente.

7. Misurare di nuovo la temperatura. Al termine della reazione, registrare nuovamente la temperatura.

Nell`esempio, supponiamo che la seconda temperatura sia (T2) o 95 K.

8. Calcola la differenza di temperatura di T1 e T. Scrivi la differenza come ∆T.

Nell`esempio si calcola ∆T come segue:
∆T = T2 – T1 = 95K – 185K = -90K

9. Determina la massa totale dei reagenti. Se vuoi calcolare la massa totale dei reagenti, hai bisogno della massa molare dei tuoi componenti. La massa molare è una costante; puoi trovarli nelle tavole periodiche standard o in altre tavole chimiche.

Nell`esempio sopra stai usando idrogeno e ossigeno, che hanno masse molari rispettivamente di 2 g e 32 g. Poiché hai 2 moli di idrogeno e hai utilizzato 1 mole di ossigeno, puoi calcolare la massa totale dei reagenti come segue:
2x(2g) + 1x(32g) = 4g + 32g = 36g

10. Calcola l`entalpia della reazione. Una volta fatto questo, puoi determinare l`entalpia della reazione. La formula si presenta così: ∆H = (m) x (s) x ( ∆T)

Nella formula, m è la massa totale dei reagenti; s è il calore specifico, che è anche costante per qualsiasi elemento o composto.

Nell`esempio sopra, il prodotto finale è l`acqua, con un calore specifico di 4,2 JK-1 g-1. L`entalpia della reazione può quindi essere calcolata come segue:
∆H=(36g) x (4.2 JK-1 g-1) x (-90K )=-13608 J

11. Prendi nota del risultato. Se il segno della tua risposta è negativo, allora la reazione è esotermica: il calore viene perso nell`ambiente. Se il segno della risposta è positivo, allora la reazione è endotermica: il calore viene assorbito dall`ambiente.

Nell`esempio sopra, l`ultima risposta è -13608 J. Quindi questa è una reazione esotermica che utilizza una quantità significativa di energia.

Consigli

Questi calcoli vengono eseguiti in Kelvin (K), una scala di misurazione della temperatura proprio come Celsius. Se vuoi convertire Kelvin in Celsius, aggiungi semplicemente 273 gradi: K = C + 273.