CALORE DI REAZIONE - CALORE DI FORMAZIONE - LEGGE DI HESS

CALORE DI REAZIONE - CALORE DI FORMAZIONE - LEGGE DI HESS.

Tutte le reazioni chimiche sono accomnate da sviluppo o assorbimento di energia, che si manifesta generalmente come calore. Il calore svolto o assorbito nel corso di una reazione chimica prende il nome di calore di reazione. Il calore costituisce una forma di energia, ed è pertanto possibile trasformare l'energia del sistema chimico in calore e viceversa.

In una reazione fatta avvenire a pressione costante e in cui si abbia solo lavoro dovuto a variazione di volume, il calore di reazione Q è uguale alla diminuzione di una funzione di stato del sistema chimico, detta entalpia ed indicata con il simbolo H:

Poiché l'entalpia è una funzione di stato, la sua variazione in qualsiasi trasformazione è data semplicemente dalla differenza dei valori che essa assume nello stato finale e nello stato iniziale. Nel caso particolare di una reazione chimica la variazione di entalpia è data quindi dalla differenza tra l'entalpia dei prodotti e quella dei reagenti, indipendentemente dalla particolare via seguita nel far avvenire la reazione. Pertanto quando due o più sostanze reagiscono tra di loro, a pressione costante, per formare dei prodotti, la differenza fra l'entalpia H_p dei prodotti e quella H_r dei reagenti è uguale alla variazione di entalpia DH che ha subito il sistema per effetto della reazione:

se il contenuto termico dei prodotti è minore del contenuto termico dei reagenti (H_p<H_r), la variazione di entalpia nel corso della reazione è negativa DH<0. Questa differenza di  entalpia viene ceduta dal sistema all'ambiente come calore di reazione (reazioni esotermiche);

se il contenuto termico dei prodotti è maggiore del contenuto termico dei reagenti (H_p>H_r), la variazione di entalpia nel corso della reazione è positiva DH>0. Questa differenza viene assorbita dal sistema dall'ambiente (reazioni endotermiche).

Il valore assoluto delle entalpie delle sostanze non è noto, ma, poiché interessano solo le differenze di entalpia, si è attribuito convenzionalmente alle sostanze elementari (formate da atomi uguali) nello stato fisico stabile alla pressione di 1 atmosfera ed alla temperatura di 25°C, un'entalpia H=0.

Quanto detto ci porta come conseguenza all'affermazione della cosiddetta legge di Hess: la variazione di entalpia connessa ad una trasformazione chimica o fisica è pari alla somma algebrica delle variazioni di entalpia che si hanno nei singoli stadi in cui la reazione si può scomporre, anche solo idealmente, indipendentemente quindi da quale sia il vero cammino seguito dalla reazione, e cioè se vi siano realmente reazioni parziali intermedie e quali esse siano.

Si definisce calore di formazione o entalpia di formazione di un composto chimico la variazione di entalpia DH_f  che si ha nella sintesi, anche ipotetica, di una mole di esso, a partire dagli elementi che lo costituiscono

È però importante definire lo stato fisico di ogni composto (solido, liquido o gassoso), perché le entalpie di formazione, come i DH di ogni reazione, sono influenzate da questi fattori.