Chimica Fisica Universita’ degli Studi dell’Insubria Termochimica

Presentazione sul tema: "Chimica Fisica Universita’ degli Studi dell’Insubria Termochimica"— Transcript della presentazione:

1 Chimica Fisica Universita’ degli Studi dell’Insubria Termochimica

2 Entalpia H = U + pV L’Entalpia è una funzione di stato, dipende solo dallo stato iniziale e da quello finale A pressione costante, il H di un processo, o calore di reazione, è pari al calore scambiato. H < 0 : processo esotermico H > 0 : processo endotermico Lets go back to our definition of Enthalpy Hreaction = Hproducts  Hreactants Enthalpy is a state function -- it doesn’t matter how you go from one place to another -- enthalpy and enthalpy changes are the same!! So in the reaction A  B H = ## Joules The H value is the same no matter how you get from AB © Dario Bressanini

3 Processi Esotermici ed Endotermici
© Dario Bressanini

4 Reazioni Esotermiche © Dario Bressanini

5 Reagenti e prodotti in stati standard: 1 bar e 25 °C
DH Standard Reagenti e prodotti in stati standard: 1 bar e 25 °C DtipoH° H2O(l)  H2O(g) vapH° (373 K) = +44 kJ mol-1 Tipo di Processo © Dario Bressanini

6 sublH° = fusH° + vapH°
Cambiamenti di Fase sublH° = fusH° + vapH° © Dario Bressanini

7 Gas Liquidi Solidi subH° -subH° vapH° -vapH° -fusH° fusH°
Sublimazione Sublimazione subH° Condensazione o Liquefazione -subH° vapH° Vaporizzazione -vapH° Liquidi Solidificazione -fusH° Fusione fusH° Solidi Sublimazione Sublimazione

8 Mistero Watson: Sherlock Holmes: DH , mio caro Watson !!!
Dottor Holmes, come funzionano le confezioni di freddo e caldo istantaneo? Watson: DH , mio caro Watson !!! Sherlock Holmes: © Dario Bressanini

9 NaCH3CO2 (s) + calore  Na+(aq) + CH3CO2-(aq)
Elementare Watson L’acetato di sodio ha un solH° positivo NaCH3CO2 (s) + calore  Na+(aq) + CH3CO2-(aq) Quindi la formazione di acetato di sodio solido dai suoi ioni e’ una reazione esotermica © Dario Bressanini

10 Entalpia di Combustione
L’entalpia standard di combustione cH° è l’entalpia standard per una ossidazione completa con O2(g) di un composto organico, a dare H2O(l) e CO2(g) . C3H8(g) + 5 O2(g) ® 3 CO2(g) + 4 H2O(l) © Dario Bressanini

11 Mistero Watson: Sherlock Holmes: DU = q + w !!!
Dottor Holmes, perchè sono grasso? Watson: DU = q + w !!! Sherlock Holmes: © Dario Bressanini

12 © Dario Bressanini

13 Elementare Watson Grasso Cibo 2 Unita’ di Energia 5 Unita’ di Energia
Esercizio 3 Unita’ di Energia © Dario Bressanini

14 Elementare Watson Se l’entalpia di metabolizzazione dei cibi che assumiamo in un giorno è superiore al calore sviluppato e al lavoro eseguito nello stesso giorno, l’energia in eccesso non può svanire nel nulla. Il corpo umano la immagazzina sintetizzando principalmente grassi, che fungono da serbatoio di energia. A parità di peso, i grassi immagazzinano più energia di zuccheri o proteine. Per non ingrassare la termodinamica ci pone di fronte a due e solo due scelte: o si mangia di meno o si consuma di più facendo più esercizio. © Dario Bressanini

15 Contenuto Energetico dei Cibi
L’energia Chimica negli animali deriva dalla metabolizzazione di carboidrati, grassi e proteine Valore Energetico (kJ/g) (Cal/g) Carboidrati Grassi Proteine Spesso di usano le Calorie (Cal o kcal) 1 Cal = 1 kcal = kJ © Dario Bressanini

16 Contenuto Calorico La quantita’ relativa di proteine, grassi e carboidrati nei cibi costituisce il contenuto calorico. © Dario Bressanini

17 Cibi ed Energia © Dario Bressanini

18 C6H12O6 (s) + 6 O2 (g)  6 CO2 (g) + 6 H2O (l)
Carboidrati La maggior parte dell’energia di cui abbiamo bisogno deriva dalla combustione di zuccheri e grassi. Per il glucosio, la combustione e’: C6H12O6 (s) + 6 O2 (g)  6 CO2 (g) + 6 H2O (l) rH = kJ L’energia e’ disponibile immediatamente Valore energetico medio = 17 kJ/g = 4 kcal/g © Dario Bressanini

19 “bevi la Coca-Cola® che ti fa bene…”
Censura © Dario Bressanini

20 “bevi la Coca-Cola® che ti fa bene…”
© Dario Bressanini

21 Grassi Anche la combustione dei grassi produce CO2 e H2O.
Ad esempio, la tristearina C57H110O6 (s) /2 O2 (g)  57 CO2 (g) + 55 H2O (l). rH = x 104 kJ I grassi sono il serbatoio energetico del corpo Insolubili in acqua Contenuto energetico medio = 38 kJ/g circa il doppio dei carboidrati. © Dario Bressanini

22 Proteine Contenuto energetico medio = 17 kJ/g,
Quando vengono metabolizzate dal corpo umano, l’azoto contenuto viene trasformato ed espulso sotto forma di urea. Poiché i prodotti metabolici sono diversi da quelli ottenuti semplicemente bruciando le proteine in presenza di ossigeno, non è possibile utilizzare un normale calorimetro per misurare l’energia sviluppata. Una soluzione utilizzata in passato è stata quella di chiudere un animale in un calorimetro!!, somministrargli del cibo e misurare così il calore prodotto © Dario Bressanini

23 Calorimetri per Animali
© Dario Bressanini

24 Calorimetri per Uomini
© Dario Bressanini