Entalpia standard

Cos'è l'entalpia standard

L'entalpia standard è il valore dell'entalpia di una mole di sostanza misurata in condizioni ambientali di 1 atm di pressione e 25°C di temperatura. Si indica con il simbolo H°.

Perché si calcola l'entalpia standard

Il valore dell'entalpia cambia al variare delle moli, della temperatura, della pressione e dello stato fisico di aggregazione (solido, liquido, gassoso) delle sostanze.

Per evitare problemi si ricorre a una misurazione convenzionale in condizioni prefissate.

  • 1 mole di prodotto
  • 1 atm di pressione (P)
  • 25°C di temperatura (T)

Queste condizioni determinano, indirettamente, anche lo stato fisico di aggregazione della sostanza.

Quando una sostanza si trova in queste condizioni ambientali assume il proprio stato standard o stato di riferimento.

Nota. Se una sostanza assume più forme allo stato standard, per convenzione si sceglie la forma più stabile.

L'entalpia standard degli elementi chimici

Poiché non è possibile misurare l'entalpia in valore assoluto, si assegna per convenzione un'entalpia standard pari a zero agli elementi chimici.

$$ \Delta H°=0 $$

In questo modo è possibile calcolare la variazione di entalpia standard (ΔH°).

    Un esempio pratico

    Una molecola d'acqua è composta da 2 atomi di idrogeno e 1 atomo di ossigeno.

    Se il prodotto (H2O) è allo stato gassoso la variazione dell'entalpia di reazione è di circa -241 kJ.

    $$ H_2 (g) + \frac{1}{2} O_2 (g) \rightarrow H_2O (g) \:\:\:\: \Delta H=-241 \:kJ $$

    Se il prodotto (H2O) è allo stato liquido, invece, la variazione di entalpia è di -285 kJ.

    Quindi, a parità di moli e di condizioni ambientali la variazione di entalpia è diversa.

    $$ H_2 (g) + \frac{1}{2} O_2 (g) \rightarrow H_2O (l) \:\:\:\: \Delta H=-285 \:kJ $$

    Inoltre, la variazione di entalpia è una grandezza estensiva.

    Se considero nel prodotto due molecole d'acqua allo stato gassoso, la variazione di entalpia è di -571 kJ.

    $$ 2H_2 (g) + O_2 (g) \rightarrow 2H_2O (g) \:\:\:\: \Delta H=-571 \:kJ $$

    Pertanto, a parità di condizioni se cambia lo stato fisico del prodotto o dei reagenti la variazione di entalpia è diversa.

    Per evitare questi problemi si misura l'entalpia per una sola mole di prodotto a 1 atmosfera di pressione e 25°C.

    Allo stato standard l'acqua è allo stato liquido mentre le molecole di ossigeno e di idrogeno sono allo stato gassoso.

    $$ H_2 (g) + \frac{1}{2} O_2 (g) \rightarrow H_2O (l) \:\:\:\: \Delta H°=-285 \:kJ / mol $$

    La variazione dell'entalpia standard (ΔH°) della reazione è -285 kJ.

    Nota. Per convenzione l'entalpia standard della molecola di idrogeno e della molecola di ossigeno è pari a zero. $$ \Delta H°= H°_{H2O} - (H°_{H2} + \frac{1}{2} H°_{O} ) =-285 \:kJ / mol $$

    E così via.


     
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