Come calcolare il delta di una reazione

La termochimica rappresenta una branca della termodinamica che consente di analizzare gli effetti termici che si vengono a creare quando si hanno delle reazioni chimiche nonchè all'interno di un processo chimico-fisico. Si tratta sostanzialmente di uno scambio di calore che avviene tra due o più elementi e può generare variabili diverse. Esse sono tutte definite con il termine delta. In questa guida vedremo in maniera semplice, chiara e dettagliata cosa sono e come si possono calcolare.

I valori di entropia molare standard tabulati possono essere utilizzati per calcolare la variazione di entropia per una reazione chimica, simile all'uso delle entalpie di formazione per determinare la variazione di entalpia vista in una sezione precedente.
A differenza di quanto accade nell'uso delle entropie molari standard, quando calcoliamo l'entropia di una reazione dobbiamo mettere la lettera greca delta, ?, cioè ?S, perché stiamo parlando di un cambiamento di entropia da uno stato iniziale a uno finale stato (dai reagenti ai prodotti):
?S r o = S prodotti - S reattivo
Per una reazione generica:
aA + bB -> cC + dD
Entropia totale dei prodotti: c S m o (C) + d S m o (D)
Entropia totale dei reagenti: a S m o (A) + b S m o (B)
(Moltiplichiamo le entropie di ciascuna specie per il coefficiente stechiometrico perché essendo molari sono solo per 1 mole di composto, quindi vanno considerate le moli totali presenti).
Quindi, la variazione di entropia della reazione sarà:
?S r o = Entropia totale dei prodotti - Entropia totale dei reagenti
?S r o = c · S m o (C) + d · S m o (D) - [a · S m o (A) + b · S m o (B)]
.

?H: questa variabile viene definita come entalpia e si tratta di quella funzione di stato che si ottiene sommando l'energia interna con il prodotto della pressione per il volume. Generalmente la sua variazione viene definita come ?H = Q dove il primo termine si riferisce alla variazione che intercorre tra l'inizio e la fine della reazione e dove Q è la quantità di calore che viene scambiata. Il calcolo effettuato per ottenerla sarà: ?H° = ?H°(prodotti) - ?H°(reagenti). ?S: l'entropia è una grandezza che si riferisce alla misura del disordine che si presenta in un sistema fisico nel momento in cui si ha una reazione. Essa ha dei valori ben determinati e strettamente connessi alla composizione chimica degli elementi a cui espressamente si riferisce. Il riferimento solitamente è a condizioni di temperatura e pressione standard, ed è per tale motivo che molto spesso viene chiamata entropia molare standard. La soluzione di questa variazione si ottiene con la formula seguente: ?S° = S°(prodotti) - S°(reagenti).

?G: l'energia libera in termodinamica viene definita con la terminologia di energia libera di Gibbs e la sua variazione all'interno di una reazione chimica dipende dalle condizioni di temperatura e di pressione che possono essere in equilibrio tra loro oppure semplicemente possono essere costanti. La formula è: ?G° = ?G°(prodotti) - ?G°(reagenti).

Le tre variabili ? menzionate fino adesso sono anche unite tra loro in un'apposita formula che consente di analizzare la spontaneità di una reazione a condizioni standard. Si tratta dell'equazione: ?G° = ?H° - T?S°. All'interno di questa formula, la T rappresenta la temperatura che viene espressa in kelvin. In linea di massima, quando la variazione di energia libera di Gibbs è minore di 0, si ha una reazione di tipo spontaneo; viceversa, quando la reazione è maggiore di 0 è indotta. Se invece è pari a 0 il tutto viene a trovarsi in una situazione di perfetto equilibrio.

• Prestare molta attenzione durante la fase del calcolo ed evitare di distrarsi per non commettere errori

• http://ebook.scuola.zanichelli.it/bagattichimica/chimica-1/trasformazioni-della-materia-energia-e-ambiente/l-entalpia-delle-sostanze-e-le-trasformazioni-della-materia/reazioni-chimiche-e-calcolo-della-variazione-di-entalpia#28
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