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Calore di reazione ed entalpia

Scuola secondaria di secondo gradoChimicaPercorsi schematici dell’entalpia di reazione e calorimetria in un sistema isolato a capacità termica costante e conversione imposta

Trascina la sfera sul profilo di entalpia e confronta le due barriere. Aumenta la conversion per misurare il riscaldamento o il raffreddamento nel recipiente isolato.

3D

Trascina l’apparato per regolarlo. Trascina lo sfondo per ruotarlo. Scorri per ingrandire o ridurre.

Quaderno delle misurazioni

Modifica la configurazione, verifica una previsione e salva il risultato. Vengono conservate fino a 12 istantanee.

Informazioni su questo esperimento

Esplora i profili di entalpia endotermici ed esotermici misurando il riscaldamento o il raffreddamento complessivo. Sposta una sonda della coordinata di reazione, abbassa una barriera con un catalizzatore e aumenta in modo indipendente la quantità che ha reagito.

Obiettivi di apprendimento

  • Distingui l’entalpia di reazione dalle barriere di attivazione diretta e inversa.
  • Verifica che un catalizzatore modifichi le barriere senza cambiare le entalpie degli stati finali.
  • Collega l’entalpia molare e l’avanzamento della reazione alla temperatura del calorimetro.

Come si usa

  1. 1Esamina l’inizio, il massimo e la fine di un profilo di entalpia esotermico.
  2. 2Segui il profilo catalizzato e confronta entrambe le barriere di attivazione.
  3. 3Completa la conversione e calcola il calore assorbito dalla soluzione isolata.
  4. 4Inverti il segno dell’entalpia di reazione e confronta il raffreddamento con il riscaldamento.

Il modello

Il percorso di reazione ha gli stessi stati iniziale e finale con o senza il catalizzatore del modello.
L’avanzamento della reazione moltiplica l’entalpia molare di reazione.
L’entalpia viene inserita in kJ per mole, quindi l’espressione della temperatura la converte in joule.

Ipotesi

  • Il profilo è un diagramma di entalpia regolare imposto, non un calcolo quantistico dello stato di transizione né una traiettoria molecolare. La sua esplorazione è indipendente dalla conversione complessiva.
  • La conversione è prescritta dall’orologio di controllo; non si deducono alcuna legge cinetica, conversione di equilibrio o cinetica del catalizzatore.
  • Il calorimetro è isolato, parte da 20 °C e ha un calore specifico costante della soluzione di 4,18 J per grammo e kelvin. Si ignorano le variazioni del volume di reazione e della massa della soluzione.

Provalo in classe

  1. Q1Perché lo stesso calore di reazione provoca un aumento di temperatura minore quando la quantità di soluzione è maggiore?
  2. Q2Perché la barriera inversa deve cambiare quando cambiano le entalpie degli stati iniziale e finale?

Domande frequenti

Il catalizzatore può modificare il calore finale del calorimetro a parità di conversione?

No. In questo modello modifica solo la barriera del percorso; l’entalpia degli stati iniziale e finale e il calore a un avanzamento specificato restano invariati.

La sfera mobile lungo il percorso è una singola molecola che attraversa una barriera reale?

No. È una sonda della curva energetica schematica visualizzata. Il modello non assegna una probabilità al superamento della barriera.