Capitolo 6 - Bilanci energetici nelle reazioni chimiche

Question 1

energia

Answer 1

la capacità di produrre lavoro - tutte le forme di energia sono capaci di produrre lavoro, ma non tutte hanno la stessa importanza in chimica - le energie sono interconvertibili

Question 2

lavoro

Answer 2

la variazione di energia che si verifica quando un corpo è spostato da una forza

Question 3

energia radiante

Answer 3

è l’energia trasportata dai fotoni che compongono la luce e pertanto coincide in pratica con l’energia solare

Question 4

energia termica

Answer 4

è l’energia associata al moto casuale degli atomi e delle molecole (differenza tra energia termica e temperatura es. acqua e caffè) - tanto più è vigoroso il moto degli atomi e delle molecole in un campione materia, tanto più caldo è il campione e la sua energia termica

Question 5

energia chimica

Answer 5

si conserva nelle unità strutturali delle sostanze chimiche (l’energia chimica può essere considerata una forma di energia potenziale perché associata alle posizioni occupate dagli atomi nelle molecole di una sostanza)

Question 6

energia potenziale

Answer 6

è quell’energia disponibile in virtù della posizione di un oggetto (esempio della roccia)

Question 7

legge di conservazione dell’energia

Answer 7

la quantità totale di energia nell’universo è costante

Question 8

calore

Answer 8

è il trasferimento di energia termica fra due corpi che hanno differenti temperature

Question 9

termochimica

Answer 9

è lo studio della variazione di calore nelle reazioni chimiche

Question 10

sistema

Answer 10

la porzione specifica dell’universo che ci interessa (solitamente sono le sostanze implicate in cambiamenti fisici o chimici) - tre tipi di sistemi

Question 11

ambiente

Answer 11

è il resto dell’universo che non fa parte del sistema

Question 12

sistema aperto

Answer 12

può scambiare massa ed energia con l’ambiente

Question 13

sistema chiuso

Answer 13

permette trasferimenti di energia (calore ma potrebbe essere anche lavoro) ma non massa

Question 14

sistema isolato

Answer 14

non permette il trasferimento né di massa né di energia

Question 15

processo esotermico

Answer 15

ogni processo che emette calore, cioè rilascia energia termica nell’ambiente (es. combustione di idrogeno gassoso e ossigeno) - nelle reazioni esotermiche, l’energia totale dei prodotti è minore dell’energia totale dei reagenti. la differenza è rappresentata dal calore fornito dal sistema all’ambiente

Question 16

processo endotermico

Answer 16

il calore deve essere fornito al sistema dall’ambiente (es. decomposizione ad alte temperature dell’ossido di mercurio) - succede l’opposto. la differenza fra l’energia dei prodotti e quella dei reagenti è uguale al calore fornito al sistema dall’ambiente

Question 17

termodinamica

Answer 17

studio scientifico dell’interconversione del calore e di altri tipi di energia

Question 18

stato di un sistema

Answer 18

valori di tutte le proprietà macroscopiche, come composizione, energia, temperatura, pressione e volume

Question 19

funzioni di stato

Answer 19

proprietà che sono determinate dallo stato del sistema indipendentemente da come quello stato viene raggiunto (energia, pressione, volume e temperatura)

Question 20

primo principio della termodinamica

Answer 20

l’energia che può essere convertita da una forma all’altra ma non può essere né creata né distrutta - possiamo provare la validità del primo principio misurando soltanto la variazione dell’energia interna di un sistema fra il suo stato iniziale e il suo stato finale in una trasformazione (es. mole di zolfo e mole di ossigeno gassoso per dare mole di diossido di zolfo) - la somma delle variazioni dell’energia deve essere zero

Question 21

illustrare il lavoro meccanico

Answer 21

studiare l’espansione o la compressione di un gas

Question 22

calore e lavoro

Answer 22

non sono funzioni di stato perché non sono proprietà di un sistema. si manifestano soltanto durante un processo (durante un cambiamento). per questo motivo i loro valori dipendono dal percorso del processo e variano a seconda di questo

Question 23

entalpia (H)

Answer 23

funzione della termodinamica dove l’energia del sistema è sommata al prodotto di pressione e volume del sistema - dipendono solo dagli stati iniziali e finali perché sono funzioni di stato

Question 24

entalpia di reazione ([delta]H)

Answer 24

la differenza tra le entalpie dei prodotti e quelle dei reagenti - per un processo endotermico [delta]H è positivo mentre per un processo esotermico [delta]H è negativo

Question 25

equazioni termochimiche

Answer 25

mostrano tanto le variazioni di entalpia quanto i rapporti delle masse (es. ghiaccio che si scioglie e combustione del metano) - bisogna specificare lo stato fisico, se si moltiplica per un fattore n [delta]H deve variare per lo stesso fattore, per le razioni inverse l’entalpia rimane la stessa ma cambia segno

Question 26

estensiva e intensiva

Answer 26

H è una grandezza estensiva, ossia dipende dalle dimensioni del sistema. Al contrario, una grandezza che non dipende dalle dimensioni del sistema è detta intensiva

Question 27

relazione tra [delta]H e [delta]E

Answer 27

[delta]E e [delta]H sono approssimativamente uguali. la ragione per cui [delta]H è minore di [delta]E è che parte dell’energia interna è usata per il lavoro di espansione del gas, e quindi si sviluppa meno calore

Question 28

calorimetria

Answer 28

la misura delle variazioni di calore

Question 29

calore specifico (c)

Answer 29

è la quantità di calore richiesto per aumentare di un grado celsius la temperatura di un’unità di massa della sostanza (grandezza intensiva)

Question 30

capacità termica (C)

Answer 30

è la quantità di calore richiesto per aumentare di un grado celsius la temperatura di una data quantità di sostanza (proprietà estensiva)

Question 31

contenitore d’acciaio a volume costante (calorimetro)

Answer 31

per misurare il calore di combustione - chiamato bomba calorimetrica (connota una ‘natura esplosiva’ in presenza di un eccesso di ossigeno) - ‘volume costante’ si riferisce al volume del contenitore che non cambia durante la reazione (il contenitore rimane intatto dopo la misura)

Question 32

calorimetro a pressione costante

Answer 32

è usato per determinare le variazioni di calore per reazioni non di combustione

Question 33

entalpia standard di formazione

Answer 33

l’entalpia standard di formazione di ogni elemento nella sua forma più stabile è zero - è definita come la variazione di entalpia che ha luogo quando si forma 1 mole di quel composto a partire dai suoi elementi presi nella loro forma più stabile a 1 atm

Question 34

entalpia standard di reazione

Answer 34

l’entalpia di una reazione condotta a 1 atm

Question 35

legge di Hess

Answer 35

quando i reagenti sono convertiti nei prodotti, la variazione di entalpia è la stessa indipendentemente dalla serie di passaggi in cui avviene