Calore di idratazione: esercizi svolti e commentati
Il calore di idratazione si riferisce alla variazione di entalpia che avviene quando un sale anidro si combina con un certo numero di molecole di acqua per formare un sale idrato. Può anche indicare la variazione di entalpia che si verifica quando una mole di ioni gassosi si solubilizza in acqua diluita.
Un esempio classico è la reazione del solfato di rame (II) che si unisce con 5 molecole di acqua per formare solfato di rame (II) pentaidrato, rappresentata dalla seguente equazione: CuSO4(s) + 5 H2O(l) → CuSO4 ∙ 5 H2O(aq).
Per calcolare il calore di idratazione del sale, è possibile utilizzare l’entalpia di soluzione del sale anidro e del sale idrato. Quando il sale anidro si combina con le molecole d’acqua per formare il sale idrato, si libera calore, quindi la variazione di entalpia ΔH è negativa.
Per esercitarsi nel calcolo del calore di idratazione, si possono risolvere casi pratici come quelli seguenti:
1. L’entalpia di soluzione del solfato di rame (II) è di -66.5 kJ/mol e quella del sale idrato è di +11.7 kJ/mol. Come si calcola il calore di idratazione?
Applicando le trasformazioni fornite nel testo, si ottiene un calore di idratazione di -78.2 kJ/mol.
2. Calcolare l’entalpia di soluzione del cloruro di calcio con i seguenti dati: entalpia di idratazione dell’ione calcio gassoso (-1650 kJ/mol), entalpia dell’ione cloruro gassoso (-364 kJ/mol) e entalpia del sale anidro (+2258 kJ/mol).
Utilizzando le formule fornite, si ottiene un valore di -120 kJ/mol per l’entalpia di soluzione del cloruro di calcio.
Esercizi
– L’entalpia di soluzione del solfato di rame (II) è di -66.5 kJ/mol, mentre il calore di idratazione del sale idrato è di +11.7 kJ/mol. Calcola il calore di idratazione.
– Calcola l’entalpia di soluzione del cloruro di calcio, noti l’entalpia di idratazione dell’ione calcio gassoso (-1650 kJ/mol), quella dell’ione cloruro gassoso (-364 kJ/mol) e l’entalpia del sale anidro (+2258 kJ/mol).