L'entalpia di reazione (o calore di reazione, ΔH) misura l'energia totale rilasciata o assorbita durante una reazione chimica. Le reazioni esotermiche rilasciano calore (ΔH < 0), come la combustione o la ruggine. Le reazioni endotermiche assorbono calore (ΔH > 0), come lo scioglimento del ghiaccio o la fotosintesi. L'entalpia è fondamentale per comprendere l'energetica delle reazioni e prevedere se le reazioni saranno spontanee.

La Formula

Usando la legge di Hess:

ΔH_reaction = Σ ΔH_f(products) - Σ ΔH_f(reactants)

Dove ΔH_f è l'entalpia standard di formazione (energia necessaria per formare 1 mole di sostanza da elementi nello stato standard).

Oppure da dati sperimentali:

ΔH = q / n

Dove q è il calore assorbito/rilasciato (in joule) e n sono le moli del reagente limitante.

Esempio realizzato

Calcola l'entalpia per: 2H₂ + O₂ → 2H₂O

Utilizzando le entalpie standard di formazione (a 25°C):

  • ΔH_f(H₂) = 0 kJ/mol
  • ΔH_f(O₂) = 0 kJ/mol
  • ΔH_f(H₂O) = -285,8 kJ/mol
ΔH_reaction = [2 × (-285.8)] - [2 × 0 + 1 × 0]
            = -571.6 - 0
            = -571.6 kJ/mol

Questa è una reazione altamente esotermica: la combustione dell'idrogeno rilascia 571,6 kJ per mole di ossigeno consumato.

Tipi di reazioni

Tipo ΔH Esempio
Esotermico < 0 Combustione, neutralizzazione, congelamento
Endotermico > 0 Fusione, dissoluzione, fotosintesi
Termoneutro ≈ 0 Cambiamenti di fase all'equilibrio

Spontaneità e ΔG

L'entalpia da sola non determina se una reazione è spontanea. L'energia libera di Gibbs combina entalpia ed entropia:

ΔG = ΔH - TΔS

Una reazione è spontanea quando ΔG < 0. È più probabile che una reazione esotermica con ΔH negativo sia spontanea, ma anche l'entropia (ΔS) è importante.

Calorimetria

Sperimentalmente, l'entalpia si trova misurando il rilascio di calore in un calorimetro:

q = m × c × ΔT

Dove m è la massa, c è la capacità termica specifica e ΔT è la variazione di temperatura. L'entalpia di reazione è -q (negativa perché il calore rilasciato dalla reazione viene assorbito dal calorimetro).

Suggerimenti

Ricorda che le entalpie di formazione degli elementi nel loro stato standard sono zero per definizione. Quando cerchi i valori, prendi nota dello stato (solido, liquido, gas): stati diversi hanno entalpie diverse. Fai attenzione anche alle convenzioni sui segni: ΔH negativo significa calore rilasciato nell'ambiente circostante.

Utilizza il nostro Calcolatore dell'entalpia di reazione per calcolare istantaneamente l'entalpia di reazione dalle entalpie di formazione.