La reazione in soluzione acquosa di ossidazione del ferro e di riduzione dell’idrogeno a 25°C e P=1atm:
Ferro limatura solida +acido solforico è esotermica cioè ΔH<0>0 perché si forma idrogeno gassoso perciò ΔH>ΔU.
ΔH= (-89.1kj/mol-887.84kj/mol+909.27kj/mol) misurata con calorimetro
ΔU= ΔH – ΔnRT = (-89.1kj/mol-887.84kj/mol+909.27kj/mol) - 1mol * 8.314 10-3 * (25+273.15)K
Ragioniamo
· Il Ferro da solido passa in soluzione acquosa in forma ionica, quindi perde una grande quantità di energia di legame (potenziale) ed aumenta l’energia cinetica
· L’acido solforico all’inizio della reazione è in soluzione acquosa nella forma HSO4- e restando in soluzione si trasforma in SO42- separando idrogeno gassoso.
· L’idrogeno legandosi a se stesso forma dei legami meno stabili e quindi anch’esso perde in energia di legame ed acquista in energia cinetica.
QUINDI tutti i reagenti della reazione aumentano la loro energia cinetica, diminuiscono i loro vincoli, quindi richiedono energia, analogamente al Ferro quando da solido si trasforma in Ferro liquido. Quale fenomeno fornisce energia a queste sostanze? La formazione dell’enorme quantità di interazioni dipolo-dipolo e di Van Der Waals con le molecole di acqua. La formazione di tutti questi legami intermolecolari deboli rendono l’effetto termico finale di questa reazione negativo, cioè la variazione di entalpia minore di e quindi la reazione esotermica.
Analogamente
NaOH solida ………………………………………..
NaCl solido…………………………………………..
Quasi tutte le reazioni di dissoluzione in acqua delle sostanze ioniche cristalline sono esotermiche. Il calore prodotto deriva per la gran parte dall’enorme quantità di legami di interazioni intermolecolari che si formano tra gli ioni e l’acqua.
I legami intermolecolari fanno acquistare energia potenziale alle sostanze in soluzione e quindi viene emesso calore, che in parte viene consumato per scindere i legami ionici del cristallo originario
