back to top

Variazione di energia libera: esercizi

Il calcolo dell’energia libera è fondamentale per valutare la spontaneità di una reazione o di una trasformazione fisica. Questa grandezza termodinamica, indicata con ΔG, può essere calcolata utilizzando i relativi all’ (ΔH) e all’ (ΔS) seguendo la formula: ΔG = ΔH – TΔS, dove T rappresenta la temperatura.

L’energia libera di Gibbs, definita come G = H – TS, è una funzione di stato che dipende dall’entalpia, dall’entropia e dalla temperatura del sistema. Se ΔG 0, la reazione non avviene spontaneamente. Poiché l’energia libera è una funzione di stato, il suo valore dipende esclusivamente dalle condizioni iniziali e finali del sistema.

Un metodo comune per calcolare l’energia libera di un sistema chimico consiste nell’utilizzare la seguente relazione: ΔG = ∑Gprodotti – ∑Greagenti.

Calcolo dell’energia libera per la vaporizzazione dell’acqua a 25°C

La trasformazione fisica della vaporizzazione dell’acqua può essere rappresentata come: H2O(l) → H2O(g). Utilizzando i dati termodinamici relativi alla vaporizzazione dell’acqua a 25°C, con temperatura di 298 K e considerando 1 mole di acqua, si ottiene:

ΔH° = (-241.82 kJ/mol) – (-286.83 kJ/mol) = +45.01 kJ
ΔS° = (188.8 J/(K·mol)) – (70.0 J/(K·mol)) = 118.8 J/K
TΔS° = 298 K * 118.8 J/K = 35.4 kJ
ΔG° = +45.01 kJ – 35.4 kJ = +9.61 kJ (non spontaneo)

Calcolo dell’energia libera per la dell’ossido di mercurio (II)

La reazione di decomposizione dell’ossido di mercurio (II) può essere scritta come: HgO(s) → Hg(l) + ½ O2(g). Utilizzando i dati termodinamici relativi a questa reazione e considerando il coefficiente stechiometrico di O2, si ha:

ΔH° = 1(0 kJ/mol + ½ * 0 kJ/mol) – 1*(-90.46 kJ/mol) = +90.46 kJ
ΔS° = [1(75.9 J/(K·mol)) + ½(205.2 J/(K·mol))] – 1(71.13 J/(K·mol)) = 107.4 J/K
TΔS° = 298 K * 107.4 J/K = 32.0 kJ
ΔG° = +90.46 kJ – 32.0 kJ = +58.46 kJ (non spontaneo)

In entrambi i casi calcolati, la variazione dell’energia libera ΔG è positiva, indicando che le trasformazioni non avvengono spontaneamente. La conoscenza dell’energia libera è quindi essenziale per prevedere la direzione di una reazione chimica o di una trasformazione fisica.

GLI ULTIMI ARGOMENTI

Leggi anche

Uranio impoverito viene identificato come potenziale rischio per la salute umana e l’ambiente

L'uranio impoverito, pur essendo meno radioattivo rispetto all'uranio naturale, ha scatenato allarmi globali per i suoi impieghi militari, i possibili effetti devastanti sulla salute...

Thiophenol Identified as Promising Compound in Advanced Chemical Applications

Il tiofenolo (PhSH), noto anche come benzenetiolo, sta emergendo come un vero campione nel campo della chimica organica, con la sua formula C₆H₅SH che...

Ricercatori scoprono le proprietà straordinarie della bentonite e i suoi ampi utilizzi

La bentonite, un’argilla naturale a struttura stratificata composta principalmente da minerali argillosi del gruppo delle smectiti – con la montmorillonite come componente dominante –...
è in caricamento