L’entalpia di una reazione a 125 °C

Rossella ha scritto:

Salve Prof. Fiorani, mi rivolgo a lei per sapere se ho svolto correttamente un esercizio, spero possa aiutarmi, il testo è il seguente.

La variazione di entalpia standard a 25 °C della reazione CO + (1/2) O2 → CO2  è ΔH°(298K) = -67,63 kcal/molCO2. Sapendo che i Cp in cal/(mol K) di CO, O2, e CO2 sono rispettivamente 7,0 – 7,0 e 8,9, calcolare il ΔH° quando CO e O2 a 25°C reagiscono per dare CO2 a 125 °C.

Io ho dapprima calcolato il ΔCp, successivamente il ΔT portando tutto in K e infine ho calcolato  il  ΔH° (398 K) = [ΔH°(298) + ΔT] · ΔCp.

Cordiali saluti.

Questa è la risposta:

Cara Rossella, il problema che mi sottoponi fa riferimento all’equazione di Kirchhof:

ΔH°T2 – ΔH°T1 = ΔCP ∙ (T2T1)

che però mi pare tu abbia trascritto male mentre hai ricavato ΔH°T2. Procediamo dall’inizio calcolando la variazione del calore specifico a pressione costante

ΔCP = CP(CO2) – [CP(CO) + 1/2 CP(O2)] = {8,9 – [7,0 + 1/2 ∙ 7,0]} cal/(molCO2∙K) = -1,6 cal/(molCO2∙K)

e calcoliamo la variazione di temperatura, che è identica sia in gradi Celsius sia in Kelvin

ΔT = (125 – 25) °C = 100 °C = 100 K

A questo punto ricaviamo la variazione di entalpia standard a 125 °C applicando l’equazione di Kirchhof, facendo attenzione alle unità di misura utilizzate:

ΔH°T2 – ΔH°T1 = ΔCP ∙ (T2T1)

ΔT2 = ΔH°T1 + ΔCP ∙ (T2T1) = -67630 cal/molCO2 -1,6 cal/(molCO2∙K) ∙ 100 K = -67790 cal/molCO2 = -67,79 kcal/molCO2

In definitiva, la variazione di entalpia standard a 125°C vale -67,79 kcal/molCO2. Il tuo ragionamento era corretto, ma hai sbagliato il modo in cui hai ricavato ΔH°T2 dall’equazione di Kirchhof!  

Per la lezione