Esercizi svolti sull’energia di legame: calcolo delle variazioni di entalpia
L’energia di legame rappresenta l’energia richiesta per rompere omoliticamente (in frammenti neutri) un legame covalente. Le energie di legame sono espresse in kJ/mole e rappresentano l’energia di dissociazione di legame quando fornite per specifici legami, o energie medie di legame quando riassumono un dato tipo di legame per vari tipi di composti.
Le Tavole relative all’energia di legame possono essere consultate in diversi libri di testo e manuali. Ad esempio, per rompere 1 mole di cloruro di idrogeno gassoso in idrogeno e cloro elementare, occorrono 432 kJ, pertanto l’energia di dissociazione del legame è di + 432 kJ/mol.
Esercizio 1
a) Assumendo che la reazione di formazione del 2-cloropropano avvenga a temperatura tale che tutte le sostanze si trovino allo stato gassoso, si calcola la variazione di entalpia dalle energie di legame fornite.
b) Quando la reazione è condotta a 298 K, il 2-cloropropano si presenta liquido. La variazione di entalpia di vaporizzazione è +27 kJ/mol. Calcolare la variazione di entalpia della reazione.
Per il punto a) viene valutata l’energia totale per rompere i legami C-H e Cl-Cl e l’energia prodotta per formare i legami C-Cl e H-Cl. La variazione complessiva è calcolata come la differenza tra queste energie.
Per il punto b) considerando la variazione di entalpia di vaporizzazione e formazione del 2-cloropropano, si calcola la variazione complessiva di entalpia.
Esercizio 2
Si calcola la variazione di entalpia di combustione del propano data la reazione di combustione. Viene fatta l’analisi dei legami che si rompono nei reagenti e nei prodotti per calcolare la variazione di entalpia associata alla reazione di combustione del propano.
Alla fine del calcolo, si nota che il valore di ΔH è minore di zero, il che è compatibile con il fatto che la combustione avviene con sviluppo di energia.
La comprensione e la risoluzione di esercizi pratici sull’energia di legame sono fondamentali per consolidare la conoscenza di questo concetto in chimica fisica e chimica organica.