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Chimica Fisica TermochimicaTermochimica Universita degli Studi dellInsubria

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Presentazione sul tema: "Chimica Fisica TermochimicaTermochimica Universita degli Studi dellInsubria"— Transcript della presentazione:

1 Chimica Fisica TermochimicaTermochimica Universita degli Studi dellInsubria

2 © Dario Bressanini2 Entalpia LEntalpia è una funzione di stato, dipende solo dallo stato iniziale e da quello finale LEntalpia 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. A pressione costante, il H di un processo, o calore di reazione, è pari al calore scambiato. H < 0 : processo esotermico H < 0 : processo esotermico H > 0 : processo endotermico H > 0 : processo endotermico H = U + pV

3 © Dario Bressanini3 Processi Esotermici ed Endotermici

4 © Dario Bressanini4 Reazioni Esotermiche

5 © Dario Bressanini5 H Standard H Standard tipo H tipo H Reagenti e prodotti in stati standard: 1 bar e 25 °C Tipo di Processo H 2 O(l) H 2 O(g) vap H ° (373 K) = +44 kJ mol -1 vap H ° (373 K) = +44 kJ mol -1

6 © Dario Bressanini6 Cambiamenti di Fase subl H ° = fus H ° + vap H ° subl H ° = fus H ° + vap H °

7 Gas Liquidi Solidi Condensazione o Liquefazione Vaporizzazione Solidificazione Fusione Sublimazione SublimazioneSublimazione Sublimazione sub H° sub H° vap H° vap H° - vap H° - sub H° fus H° fus H° - fus H°

8 © Dario Bressanini8 Mistero Dottor Holmes, come funzionano le confezioni di freddo e caldo istantaneo? Watson: H, mio caro Watson !!! H, mio caro Watson !!! Sherlock Holmes:

9 © Dario Bressanini9 Elementare Watson Elementare Watson Lacetato di sodio ha un sol H° positivo NaCH 3 CO 2 (s) + calore Na + (aq) + CH 3 CO 2 - (aq) Quindi la formazione di acetato di sodio solido dai suoi ioni e una reazione esotermica

10 © Dario Bressanini10 Entalpia di Combustione Lentalpia standard di combustione c H° è lentalpia standard per una ossidazione completa con O 2 (g) di un composto organico, a dare H 2 O(l) e CO 2 (g). Lentalpia standard di combustione c H° è lentalpia standard per una ossidazione completa con O 2 (g) di un composto organico, a dare H 2 O(l) e CO 2 (g). C 3 H 8 (g) + 5 O 2 (g) 3 CO 2 (g) + 4 H 2 O(l) C 3 H 8 (g) + 5 O 2 (g) 3 CO 2 (g) + 4 H 2 O(l)

11 © Dario Bressanini11 Mistero Dottor Holmes, perchè sono grasso? Watson: U = q + w !!! U = q + w !!! Sherlock Holmes:

12 © Dario Bressanini12

13 © Dario Bressanini13 Cibo Elementare Watson Elementare Watson Grasso 5 Unita di Energia 2 Unita di Energia 3 Unita di Energia Esercizio

14 © Dario Bressanini14 Elementare Watson Elementare Watson Se lentalpia di metabolizzazione dei cibi che assumiamo in un giorno è superiore al calore sviluppato e al lavoro eseguito nello stesso giorno, lenergia 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.

15 © Dario Bressanini15 Contenuto Energetico dei Cibi Lenergia Chimica negli animali deriva dalla metabolizzazione di carboidrati, grassi e proteine Valore Energetico (kJ/g) (Cal/g) Lenergia Chimica negli animali deriva dalla metabolizzazione di carboidrati, grassi e proteine Valore Energetico (kJ/g) (Cal/g) Carboidrati174 Carboidrati174 Grassi389 Grassi389 Proteine174 Proteine174 Spesso di usano le Calorie (Cal o kcal) Spesso di usano le Calorie (Cal o kcal) 1 Cal = 1 kcal = kJ 1 Cal = 1 kcal = kJ

16 © Dario Bressanini16 Contenuto Calorico La quantita relativa di proteine, grassi e carboidrati nei cibi costituisce il contenuto calorico. La quantita relativa di proteine, grassi e carboidrati nei cibi costituisce il contenuto calorico.

17 © Dario Bressanini17 Cibi ed Energia

18 © Dario Bressanini18 Carboidrati La maggior parte dellenergia di cui abbiamo bisogno deriva dalla combustione di zuccheri e grassi. La maggior parte dellenergia di cui abbiamo bisogno deriva dalla combustione di zuccheri e grassi. Per il glucosio, la combustione e: Per il glucosio, la combustione e: C 6 H 12 O 6 (s) + 6 O 2 (g) 6 CO 2 (g) + 6 H 2 O (l) r H = kJ r H = kJ Lenergia e disponibile immediatamente Lenergia e disponibile immediatamente Valore energetico medio = 17 kJ/g = 4 kcal/g Valore energetico medio = 17 kJ/g = 4 kcal/g

19 © Dario Bressanini19 bevi la Coca-Cola ® che ti fa bene… Censura

20 © Dario Bressanini20 bevi la Coca-Cola ® che ti fa bene…

21 © Dario Bressanini21 Grassi Anche la combustione dei grassi produce CO 2 e H 2 O. Anche la combustione dei grassi produce CO 2 e H 2 O. Ad esempio, la tristearina Ad esempio, la tristearina C 57 H 110 O 6 (s) + 163/2 O 2 (g) 57 CO 2 (g) + 55 H 2 O (l). r H = x 10 4 kJ r H = x 10 4 kJ I grassi sono il serbatoio energetico del corpo I grassi sono il serbatoio energetico del corpo Insolubili in acqua Insolubili in acqua Contenuto energetico medio = 38 kJ/g circa il doppio dei carboidrati. Contenuto energetico medio = 38 kJ/g circa il doppio dei carboidrati.

22 © Dario Bressanini22 Proteine Contenuto energetico medio = 17 kJ/g, Contenuto energetico medio = 17 kJ/g, Quando vengono metabolizzate dal corpo umano, lazoto contenuto viene trasformato ed espulso sotto forma di urea. Quando vengono metabolizzate dal corpo umano, lazoto 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 lenergia sviluppata. 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 lenergia 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 Una soluzione utilizzata in passato è stata quella di chiudere un animale in un calorimetro!!, somministrargli del cibo e misurare così il calore prodotto

23 © Dario Bressanini23 Calorimetri per Animali

24 © Dario Bressanini24 Calorimetri per Uomini


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