Termodinamica Chimica Flashcards
Cos’è la termodinamica chimica e quali sono i suoi obiettivi
La termodinamica chimica studia le trasformazioni chimiche dal punto di vista del calore delle altre forme di energia in gioco ed ha due obiettivi principali
Quantificare gli scambi di energia, calore e lavoro associati ad una reazione chimica,
stabilire se u a reazione chimica può avvenire spontaneamente, e in quale condizioni
Cos’è sistema ed ambiente
Sistema e la porzione definita dell’universo entro la quale avviene la trasformazioni di interesse
Ambiente e la parte di universo che può scambiare materia e\o energia col sistema
Come puo essere un sistema
Aperto: può scambiare con l’ambiente sia materia sia energia
Chiuso: non può scambiare con l’ambiente materia
Isolato: non può scambiare con l’ambiente ne materia ne energia
Quali sono le variabili da definire lo stato termodinamico di un sistema
Viene definiti da alcune variabili misurabili,dette funzioni o variabili di stato, come la temperatura, pressione, il volume, la composizione chimica ( t,p,v,n)
Cosa sono variabili estensive e intensive
Estensive: dipendono dalla quantità di materia considerata e sono additive ( v, numero di mole)
Intensive: indipendenti dalla quantità di materia considerata e non sono additive (t,p, densita)
Cos’è l’energia di un sistema e quali sono i suoi tipi
Per energia si intende la capacita del sistema di compiere lavoro. Si divide in
Energia cinetica: dovuta al moto delle particelle ed energia potenziale: dovuta alle interazioni tra le particelle ( legami chimici, legami intermolecolari)
Como si chiama e come si indica l’energia totale di un sistema
Si chiama energia interna e si indica con U
Cos’è l’energia interna di un sistema
La soma dei termini di energia cinetica( dovuti al moto delle sue particelle) e di energia potenziale (associati ai legami chimici e ale forze intermolecolari)
Che tipo di Grandeza e l’energia interna e da cosa dipende?
U è una grandezza estensiva( dipende dalla dimensione del sistema) ed e una funzione di stato (il suo valore dipende unicamente dallo stato del sistema indipendente da come lo stato viene raggiunto)
Qual é il segno della energia cinetica e potenziale nella determinazione della energia interna
L’energia cinetica ha segno positivo e l’energia potenziale ha segno negativo
Come avvengono gli scambi di energia fra sistema e ambiente
Avvengono attraverso calore e lavoro
Definire calore e lavoro
Calore è l’energia trasferita fra sistema e ambiente in virtu di una loro differenza di temperatura
Lavoro e l’energia trasferita fra sistema e ambiente quando vi è un movimento causato da una forza può essere meccanico o elettrico
Cos’è il lavoro di volume
E dovuto alla variazione di volume del sistema che si può verificare durante una reazione chimica es. Airbag
Calore e lavoro sono funzioni di stato?
No, in una trasformazione del sistema il loro valore dipende dal modo in cui viene eseguita la trasformazione
Invertendo gli stati iniziale e finale cosa succede con la funzione di stato
Cambia segno
In una trasformazione ciclica comè la variazione di stato
Uguale a zero
Com’è il lavoro in un sistema a volume costante
Non si compie lavoro e la variazione di calore coi coincide con la variazione di energia interna
Com’è il lavoro in un sistema non isolato considerando trasformazioni in cui l’unica forma di lavoro è di tipo meccanico
L= P∆V
∆U= Q-L = Q-P∆V
Se una reazione avviene a pressione costante, a cosa corrisponde la variazione di calore?
Coincide con la variazione di entalpia
Cos’è l’entalpia
E una funzione di stato di un sistema ed esprime la quantità di energia che esso può scambiare con l’ambiente. Il valore di entalpia dipende dalla T e P a cui si opera
A cosa sono riconducibili le misure di calore scambiato in una reazione chimica a temperatura costante
A variazione di energia interna ∆U se la trasformazione avviene a volume costante
A variazione di entalpia ∆H se la trasformazione avviene a pressione costante
Cos’è reazione esotermica
Reazione che avviene con cessione di calore (il sistema scalda l’ambiente)
Cos’è reazione endotermica
Avviene con acquisto di calore (il sistema raffredda l’ambiente )
Cose reazione esoentalpica
Quando l’entalpia è minore di 0
Cos’è reazione endoentalpica
Quando l’entalpia è maggiore di 0
Entalpia H Ed energia interna U sono funzione di stato ?
Si
Come si misura il calore scambiato durante una trasformazione
Mediante calorimetro utilizzando la relazione Q= m.c. ∆T
Cos’è calore specifico
La quantità di calore necessaria ad elevare di un grado centigrado la temperatura di un grammo di sostanza
Perché in una trasformazione chimica si verificano degli scambi di calore?
Perché in qualsiasi reazione chimica alcuni legami si rompono e se ne formano di nuovi. Per rompere un legame chimico e necessario fornire energia, mentre quando si forma un legame si libera energia
D’accordo con i legami, quando una trasformazione e esotermica
Quando i legami che si formano sono più forti di quelli che si rompono e la reazione produce energia
D’accordo con i legami quando una reazione e endotermica
Quando i legami che si rompono sono più forti di quelli che si formano, la reazione assorbe energia
Cos’è l’entalpia standard di formazione ∆H⁰f di un composto
E la variazione di entalpia che accompagna la formazione di una mole di un composto a partire dagli elementi che lo costituiscono, in condizioni standard 25°c e 1atm. Per convenzione il ∆H⁰f di una qualunque specie elementare e uguale a zero
Cosa succede se il ∆Hf di una sostanza e negativo
Il composto e più stabile dei suoi elementi nello stato standard
Cosa succede se il ∆Hf e positivo
Il composto e energeticamente meno stabile dei suoi elementi
Cos’è l’entalpia standard di reazione
E l’entalpia di una reazione in cui i reagenti nel Loro stato standard si trasformano nei prodotti, anche questi nel Loro stato standard 25°c e 1atm. E dato dalla sommatoria dei valori di ∆H⁰f dei prodotti, ciascuno moltiplicato per il proprio coefficiente stechiometrico che risulta dalla reazione chimica, meno l’analoga sommatoria dei reagenti
Quali sono le proprietà dell’entalpia
Il ∆h dipende dallo stato fisico
Il ∆h dipende dalla quantità di reagente che si trasformano
Il ∆h cambia di segno se si inverte l’equazione chimica
Cos’è la legge di Hess
Il ∆h di una reazione dipende soltanto dalla natura e quantità delle specie di partenza e dei prodotti e non dalla via seguita dalla reazione
Cos’è l’entropia
La misura del disordine di un sistema
Qual’è il secondo principio della termodinamica per la chimica
In un sistema isolato un processo avviene spontaneamente solo se provoca un aumento globale dell’entropia
Cos’è l’entropia molare standard S⁰
L’entropia associata a una mole di sostanza, in condizioni di temperatura e pressione standard
Come si calcola la entropia di una reazione
∆S⁰r = sommatoria ni S⁰ (prodotti) - sommatoria ni S⁰ (reagenti)
In una reazione quando l’entropia e minore di 0
Reazioni che producono un aumento nel numero di moli di sostanze gassose
Fusione
Evaporazione
Formazione di una soluzione
Da cosa si deve prendere conto per prevedere il grado di spontaneità di un processo
Dobbiamo tener conto sia dell’entalpia che dell’entropia
Quando una processo succede spontaneamente
Per il principio della minima energia - le trasformazioni avvengono spontaneamente se diminuisce l’energia complessiva U del sistema. Quindi sono favorite valore di entalpia negativi
Aumento dell’entropia del sistema
Cos’è la funzione energia libera di Gibbs G
G = H - TS
∆G = ∆H - T∆S
Energia libera e uguale l’entalpia di reazione meno tempo moltiplicato per la variazione di entropia del sistema
A seconda del valore di ∆G quando un processo e’ spontaneo
Quando ∆G È minore di 0
In generale a cosa tendono spontaneamente ogni sistema
Verso la massima entropia ( disordine) e la minima entalpia (energia)
Cos’è l’energia libera molare standard di formazione
È la variazione di energia libera di Gibbs associata al processo di sintesi di una mole di composto partendo dagli elementi che lo costituiscono, nel Loro stato standard
Cos’è l’energia libera molare standard di reazione
È la variazione di energia libera che si ha in una reazione quando i reagenti nei loro stati standard sono totalmente trasformati nei prodotti anche’essi nei loro stati standard
