PON le scienze in … gara a.s. 2012/13 Liceo statale E.P.Fonseca – Napoli Esperto prof. C. Formica Tutor prof. L. Meduri

2 Con il termine sistema sintende loggetto di indagine. Tutto ciò che circonda il sistema costituisce lambiente. sistema + ambiente = universo

3 I sistemi possono essere: Aperti: scambiano energia e materia con lambiente Es.: una bevanda gassata lasciata aperta Chiusi: scambiano con lambiente solo energia e NON materia Es.: una lattina ancora chiusa Isolati: NON scambiano energia né materia con lambiente Es.: un thermos

4 Nelle reazioni esotermiche diminuisce lenergia chimica del sistema e aumenta la sua energia termica. Trasformazione: energia chimica energia termica. Nelle reazioni endotermiche aumenta lenergia chimica del sistema e diminuisce la sua energia termica. Trasformazione: energica termica energia chimica. Per il I principio della Termodinamica lenergia non si crea né si distrugge ma si trasforma da una forma allaltra: termica chimica; chimica termica, potenziale cinetica …

5 Per convenzione, lavoro e calore sono negativi se determinano una riduzione dellenergia interna ΔU del sistema. Sono positivi se aumentano lenergia interna del sistema.

6 Testo e figure tratti da entropia entalpia

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8 Testo e figure tratti da Entalpia ΔH = indica il calore scambiato a pressione costante; è una funzione di stato cioè dipende dagli stati iniziale e finale e non dal percorso. ΔH<0 (= -Q) reazione esotermica, ΔH>0 (=+Q) reazione endotermica Entropia ΔS = indica il disordine di un sistema, aumenta col moto delle particelle ed è maggiore allo stato gassoso Energia libera ΔG = grandezza termodinamica che dipende dallentalpia, dalla temperatura assoluta e dallentropia del sistema. ΔG = ΔH – TΔS

Tipo reazioneΔHΔHΔSΔS-TΔSspontanea Condizioni di spontaneità Entropia ESOTERMICA-+-SIΔG<0 ENDOTERMICA+-+NOΔG>0 ESOTERMICA--+A bassa TTΔS<ΔH ENDOTERMICA++-Ad alta TΔH<TΔS 9 Cambiando il verso della reazione le ΔH, ΔG, ΔS cambiano segno

ReazioneΔG reagente 1 ΔG prodotto CaO + H 2 O + Ca(OH) ,2-228,6-896,76 ΔG° = ΔG somma prodotti - ΔG somma reagenti --832,8 risultato-896,76-(-832,8) = - 64 kJ/mol Deduzione: reazione spontanea nel verso indicato poiché ΔG<0 Non spontanea se si inverte il segno (dai prodotti ai reagenti) Da sinistra a destra: reazione di sintesi; da destra a sinistra: reazione di decomposizione. Il libro riporta le tabelle con i valori delle seguenti grandezze: ΔG, ΔH, ΔS ΔG° = ΔG somma prodotti - ΔG reagenti 10

Spontaneità reazioneΔG°ΔE° Reazione spontanea verso sinistra<0>0 Equilibrio00 Reazione spontanea verso destra>0<0 11 Nelle celle galvaniche (pile) il calcolo del ΔG rispetta lequazione di Nernst: ΔG° pila = -n F ΔE pila in cui ΔE = E catodo – E anodo (potenziali dei due elettrodi e potenziale della pila), F = coulomb (costante di Faraday), n= moli di elettroni scambiati. Cambiando il verso della reazione le ΔH, ΔE° cambiano segno