Entalpia di formazione
Cos'è l'entalpia di formazione
L'entalpia di formazione di una sostanza è la variazione di entalpia della reazione chimica che forma una mole della sostanza a partire dai suoi elementi. Si indica con il simbolo Hf.
Se il composto (prodotto) e gli elementi (reagenti) sono allo stato standard, è detta entalpia standard di formazione della sostanza (H°f).
Come si calcola l'entalpia di formazione
Per convenzione gli elementi chimici allo stato standard hanno valore zero, poiché non è possibile misurare il valore assoluto dell'entalpia.
Esempio. L'entalpia di formazione di una molecola di ossigeno (O2) o di idrogeno (H2) è zero. $$ H_f = 0 $$ Bisogna però fare attenzione, questo vale solo se l'elemento o la molecola è stabile. Quindi, un singolo atomo di idrogeno (H) o di ossigeno (O) non ha entalpia di formazione pari a zero. Soltanto le molecole O2 e H2 hanno il valore nullo perché sono stabili.
Dopo aver assegnato le entalpie di formazione degli elementi, si calcolano le entalpie di formazione dei composti.
Un esempio pratico
Una molecola d'acqua è composta da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno.
L'equazione termochimica di formazione di una mole d'acqua è la seguente:
$$ H_2 (g) + \frac{1}{2} O_2 (g) \rightarrow H_2O (l) \:\:\:\: \Delta H=-285 \:kJ / mol $$
L'entalpia di formazione della reazione è
$$ \Delta H_f= H_{H2O} - (H_{H2} + \frac{1}{2} H_{O2} ) =-285 \:kJ / mol $$
Per convenzione l'entalpia standard della molecola di idrogeno e della molecola di ossigeno è pari a zero.
$$ \Delta H_f = H_{H2O} - (0 + 0 ) =-285 \:kJ / mol $$
$$ \Delta H_f = H_{H2O} =-285 \:kJ / mol $$
Quindi, l'entalpia di formazione dell'acqua è -285 kJ/mol.
L'entalpia standard di formazione di alcuni composti
In questa tabella ho elencato l'entalpia standard di formazione di alcuni composti
| Composto | Entalpia di formazione ΔH°f (kJ/mol) |
|---|---|
| CO2 (g) | -393 |
| H2O (l) | -285 |
| H2O (g) | -241 |
| NO (g) | +90 |
| NO2 (g) | +33 |
| SO2 (g) | -297 |
| SO3 (g) | -395 |
Nel caso degli elementi l'entalpia di formazione è paro a zero per convenzione.
| Elementi | Entalpia di formazione ΔH°f (kJ/mol) |
|---|---|
| C (s) | 0 |
| Cl2 (g) | 0 |
| F2(g) | 0 |
| H2(g) | 0 |
| I2(g) | 0 |
| N2(g) | 0 |
| O2 (g) | 0 |
| P (s) | 0 |
| S (s) | 0 |
E così via.
