Calcolo del calore ceduto da una reazione chimica

[Sid]

Salve a tutti,
frequento il liceo e il nostro professore ci ha assegnato questo problema:

Sapendo che l'entalpia di formazione (ΔH°f) dell'ossido di ferro e del
triossido di dialluminio sono rispettivamente:
ΔH°f(FeO)=-267 kJ/mol
ΔH°f(Al2O3)=-16767 kJ/mol
Calcolare la quantità di calore (q) ceduta all'ambiente quando nella
reazione vengono prodotti 20,0 grammi di Fe.
Reazione: 3Fe + 2Al → 3Fe + Al2O3

Non riesco proprio a capire come arrivare alla soluzione.
Ho provato a Calcolare il ΔH della reazione, che è uguale al valore
opposto del calore molare (Q) di Al2O3.
A questo punto, posso moltiplicare Q*n(Al2O3) per ottenere il calore ceduto?

Potete aiutarmi?

Grazie mille a tutti in anticipo.
Sid.

[Giorgio Bibbiani]

Sid wrote:
> Sapendo che l'entalpia di formazione (ΔH°f) dell'ossido di ferro e del
> triossido di dialluminio sono rispettivamente:
> ΔH°f(FeO)=-267 kJ/mol
> ΔH°f(Al2O3)=-16767 kJ/mol

Sopra hai moltiplicato per 10 il valore corretto per Al2O3.

> Calcolare la quantità di calore (q) ceduta all'ambiente quando nella
> reazione vengono prodotti 20,0 grammi di Fe.
> Reazione: 3Fe + 2Al → 3Fe + Al2O3

Immagino che la reazione corretta sia:

3FeO + 2Al --> 3Fe + Al2O3.

> Non riesco proprio a capire come arrivare alla soluzione.

Facendo reagire 3 mol di FeO e 2 di Al, nella riduzione del
Fe vengono assorbiti 3 *267 kJ = 801 kJ, nell'ossidazione
dell'Al vengono ceduti 1677 kJ, in totale vengono ceduti
(1677 - 801) kJ = 876 kJ di calore all'ambiente, dato che
20,0 g di Fe corrispondono a 0.358 mol di Fe, allora il
corrispondente calore prodotto sara' 876 / 3 * 0.358 kJ =
105 kJ.

Aspetto la conferma/correzione da parte dei chimici.

Ciao
--
Giorgio Bibbiani

[ADPUF]

Giorgio Bibbiani 17:17, mercoledì 28 gennaio 2015:

La famosa saldatura delle rotaie con la termìte.


--
AIOE ³¿³

[Soviet_Mario]

in realtà non è quella (infatti l'esercizio è solamente
"didattico").
La termite usa ossido FERRICO, l'esercizio quello FERROSO.
C'è una differenza quantitativa molto importante nei calori
di reazione.
Anzi, parte consistente del DH (circa la metà !) nasce dalla
riduzione monoelettronica del ferro da III --> II
(potenziale standard fortemente positivo), piuttosto che da
quella, che pure conta doppia perché bielettronica, della
riduzione del ferro da II --> 0 (potenziale standard
moderatamente negativo).

Dal punto di vista cinetico, non è nemmeno detto che il
ferro II ossido riesca ad autoinnescarsi in presenza di
alluminio, secondo me.

Per confrontare le due reazioni, la termite
Fe2O3 + 2 Al → 2 Fe + Al2O3
con quella presentata, a parità di moli di Al bruciato (o di
allumina prodotta), assumendo che i calori di reazione
rispecchino i potenziali standard degli ioni idrati, i
rispettivi calori di reazione sono :

Termite = [+0,77 - (-1,67)] * 1 = 2,44 (voltelettroni)
FeO = [-0,405 - (-1,67)] * 2 = 2,53 (voltelettroni)

Il punto è che il primo step è cineticamente molto veloce, e
quindi contribuisce a innescare il picco termico che fa
fondere Al, poi fonde pure gli ossidi di ferro, e quindi la
reazione diventa in fase liquida


>


--
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)

[Soviet_Mario]

ho scritto male : quella sopra intendeva essere non la
reazione completa, ma solo

1/6 * [3 Fe2O3 + 2 Al --> 6 FeO + Al2O3]
vabbè ...

[BlueRay]

Il giorno mercoledì 28 gennaio 2015 17:43:12 UTC+2, Sid ha scritto:
> Salve a tutti,
> frequento il liceo e il nostro professore ci ha assegnato questo problema:
> Sapendo che l'entalpia di formazione (ΔH°f) dell'ossido di ferro e del
> triossido di dialluminio sono rispettivamente:

Si, buonanotte! Ma che fil hai visto? Scrivi "ossido di ferro" senza specificare "quale" e poi dici "triossido di dialluminio" che e' totalmente inutile visto che di ossidi ne ha solo uno?

> ΔH°f(FeO)=-267 kJ/mol
> ΔH°f(Al2O3)=-16767 kJ/mol
> Calcolare la quantità di calore (q) ceduta all'ambiente quando nella
> reazione vengono prodotti 20,0 grammi di Fe.
> Reazione: 3Fe + 2Al → 3Fe + Al2O3

A, ottima pure questa! Scusa, una domanda: ma non potevi riportare il testo del tuo professore, visto che dici che te l'ha dato lui, invece di scriverne uno a caso? Era solo una domanda, eh!

--
BlueRay

[Soviet_Mario]

Il 28/01/2015 20.41, BlueRay ha scritto:
> Il giorno mercoledì 28 gennaio 2015 17:43:12 UTC+2, Sid ha scritto:
>> Salve a tutti,
>> frequento il liceo e il nostro professore ci ha assegnato questo problema:
>> Sapendo che l'entalpia di formazione (ΔH°f) dell'ossido di ferro e del
>> triossido di dialluminio sono rispettivamente:
>
> Si, buonanotte! Ma che fil hai visto? Scrivi "ossido di ferro" senza specificare "quale" e poi dici "triossido di dialluminio" che e' totalmente inutile visto che di ossidi ne ha solo uno?

che severo oggi ! Acidità di stomaco ? Dai fa il liceo ... è
abbastanza ovvio che non ne capisca granché.
Ma tu hai presente cosa è la sQuola oggi ???
Già solo il fatto che un ragazzo di liceo (se poi è vero eh
...) chieda su usenet secondo me lo rende una mosca bianca,
da monumento ! :)

>
>> ΔH°f(FeO)=-267 kJ/mol
>> ΔH°f(Al2O3)=-16767 kJ/mol
>> Calcolare la quantità di calore (q) ceduta all'ambiente quando nella
>> reazione vengono prodotti 20,0 grammi di Fe.
>> Reazione: 3Fe + 2Al → 3Fe + Al2O3
>
> A, ottima pure questa! Scusa, una domanda: ma non potevi riportare il testo del tuo professore, visto che dici che te l'ha dato lui, invece di scriverne uno a caso? Era solo una domanda, eh!

piuttosto, mi chiedo come mai il prof abbia modificato la
reazione della termite ... forse perché quella l'aveva già
svolta in classe. Ma ci sono, volendo, parecchie altre
termiti "realistiche" (con ossidi di rame, di cromo III, di
manganese IV, con magnesio, etc, ho letto su wiki anche con
quarzo e ammetto che quella mi ha sorpreso, ma forse era
relativa solo al Mg e non ad Al, boh).

>
> --
> BlueRay

[BlueRay]

Il giorno mercoledì 28 gennaio 2015 21:46:56 UTC+2, Soviet_Mario ha scritto:
> Il 28/01/2015 20.41, BlueRay ha scritto:
> > Il giorno mercoledì 28 gennaio 2015 17:43:12 UTC+2, Sid ha scritto:
> >> Salve a tutti,
> >> frequento il liceo e il nostro professore ci ha assegnato questo problema:
> >> Sapendo che l'entalpia di formazione (ΔH°f) dell'ossido di ferro e del
> >> triossido di dialluminio sono rispettivamente:
> >
> > Si, buonanotte! Ma che fil hai visto? Scrivi "ossido di ferro" senza
> > specificare "quale" e poi dici "triossido di dialluminio" che e' totalmente
> > inutile visto che di ossidi ne ha solo uno?
>
> che severo oggi ! Acidità di stomaco ? Dai fa il liceo ... è
> abbastanza ovvio che non ne capisca granché.
> Ma tu hai presente cosa è la sQuola oggi ???
> Già solo il fatto che un ragazzo di liceo (se poi è vero eh
> ...) chieda su usenet secondo me lo rende una mosca bianca,
> da monumento ! :)

Veramente non lo so cosa sia la scuola oggi, pero' anche una scimmia saprebbe copiare pari pari il testo di un problema :-)

> >> ΔH°f(FeO)=-267 kJ/mol
> >> ΔH°f(Al2O3)=-16767 kJ/mol
> >> Calcolare la quantità di calore (q) ceduta all'ambiente quando nella
> >> reazione vengono prodotti 20,0 grammi di Fe.

Ma se deve calcolare il calore, a che mi...ia gli serve l'entalpia? Almeno dicesse "... calore (q) ceduta all'ambiente a P costante..."
A me non sembra proprio un problema dato un docente, ma l'esperto dei tu ...

> >> Reazione: 3Fe + 2Al → 3Fe + Al2O3
> >
> > A, ottima pure questa! Scusa, una domanda: ma non potevi riportare il testo
> > del tuo professore, visto che dici che te l'ha dato lui, invece di
> > scriverne uno a caso? Era solo una domanda, eh!
>
> piuttosto, mi chiedo come mai il prof abbia modificato la
> reazione della termite ... forse perché quella l'aveva già
> svolta in classe.

O forse perche' non c'e alcun esercizio in classe e non c'e' alcun prof? :-)
Chiedo solo, mi raccomando!

> Ma ci sono, volendo, parecchie altre
> termiti "realistiche" (con ossidi di rame, di cromo III, di
> manganese IV, con magnesio, etc, ho letto su wiki anche con
> quarzo e ammetto che quella mi ha sorpreso, ma forse era

> relativa solo al Mg e non ad Al.

Da qualche parte lessi che per fare quella tra SiO2 e Al hanno aggiunto S per mantenere l'ambiente riducente con qualcosa che reagisse esotermicamente con Al. Detto in altro modo, per come ho capito io: poiche' Al deve essere in forte eccesso, si aggiunge S perche' cosi' reagendo con l'Al in eccesso genera calore contribuendo a mantenere una T sufficiente per la reazione principale.
Ti sembra un 'idea che puo' essere corretta?

--
BlueRay

[Sid]

Il 28/01/2015 17.17, Giorgio Bibbiani ha scritto:
> Sid wrote:
>> Sapendo che l'entalpia di formazione (ΔH°f) dell'ossido di ferro e del
>> triossido di dialluminio sono rispettivamente:
>> ΔH°f(FeO)=-267 kJ/mol
>> ΔH°f(Al2O3)=-16767 kJ/mol
>
> Sopra hai moltiplicato per 10 il valore corretto per Al2O3.

ah, scusa ma ho digitato male mentre scrivevo il testo

>> Calcolare la quantità di calore (q) ceduta all'ambiente quando nella
>> reazione vengono prodotti 20,0 grammi di Fe.
>> Reazione: 3Fe + 2Al → 3Fe + Al2O3
>
> Immagino che la reazione corretta sia:
>
> 3FeO + 2Al --> 3Fe + Al2O3.

ma porc... giuro che la prossima volta rileggo con più attenzione prima
di inviare :-)

>> Non riesco proprio a capire come arrivare alla soluzione.
>
> Facendo reagire 3 mol di FeO e 2 di Al, nella riduzione del
> Fe vengono assorbiti 3 *267 kJ = 801 kJ, nell'ossidazione
> dell'Al vengono ceduti 1677 kJ, in totale vengono ceduti
> (1677 - 801) kJ = 876 kJ di calore all'ambiente, dato che
> 20,0 g di Fe corrispondono a 0.358 mol di Fe, allora il
> corrispondente calore prodotto sara' 876 / 3 * 0.358 kJ =
> 105 kJ.
> Aspetto la conferma/correzione da parte dei chimici.
>
> Ciao

Grazie mille, gentilssimo. Mi ero perso in un bicchiere d'acqua e
bastava una semplie proporzione.

ciao

Sid

[Sid]

Il 28/01/2015 20.41, BlueRay ha scritto:

> Il giorno mercoledì 28 gennaio 2015 17:43:12 UTC+2, Sid ha scritto:
>> Salve a tutti,
>> frequento il liceo e il nostro professore ci ha assegnato questo problema:
>> Sapendo che l'entalpia di formazione (ΔH°f) dell'ossido di ferro e del
>> triossido di dialluminio sono rispettivamente:

> Si, buonanotte! Ma che fil hai visto? Scrivi "ossido di ferro" senza
> specificare "quale" e poi dici "triossido di dialluminio" che e'
> totalmente inutile visto che di ossidi ne ha solo uno?

Ho riportato fedelmente il testo dettato dall'insegnante, compresa la
reazione, anche se mi era sfuggito un "O"... come a te qui sopra è
sfuggita una "m".
Comunque è lo stesso testo che abbiamo tutti.

>
>> ΔH°f(FeO)=-267 kJ/mol
>> ΔH°f(Al2O3)=-16767 kJ/mol
>> Calcolare la quantità di calore (q) ceduta all'ambiente quando nella
>> reazione vengono prodotti 20,0 grammi di Fe.

> A, ottima pure questa! Scusa, una domanda: ma non potevi riportare
> il testo del tuo professore, visto che dici che te l'ha dato lui, invece di
> scriverne uno a caso? Era solo una domanda, eh!

Scusa, una domanda: per quale motivo dovrei perdere tempo a scrivere un
testo a caso, farlo perdere anche a voi e non arrivre a capo
dell'esercizio che ci ha dettato stamattina il prof?

Ciao e grazie per la preziosa collaborazione...

[Sid]

Il 28/01/2015 20.46, Soviet_Mario ha scritto:
> Il 28/01/2015 20.41, BlueRay ha scritto:

>> Si, buonanotte! Ma che fil hai visto? Scrivi "ossido di ferro" senza
>> specificare "quale" e poi dici "triossido di dialluminio" che e'
>> totalmente inutile visto che di ossidi ne ha solo uno?

> che severo oggi ! Acidità di stomaco ? Dai fa il liceo ... è abbastanza
> ovvio che non ne capisca granché.

Anche a me sembrava ovvio...

> Ma tu hai presente cosa è la sQuola oggi ???
> Già solo il fatto che un ragazzo di liceo (se poi è vero eh ...) chieda
> su usenet secondo me lo rende una mosca bianca, da monumento ! :)

forse BlueRay preferiva che scrivessi il quesito su Yahoo Answer o Facebook.

> piuttosto, mi chiedo come mai il prof abbia modificato la reazione della
> termite ... forse perché quella l'aveva già svolta in classe.

Io non sapevo nemmeno dovesse essere diversa.

Ciao e grazie.

[Sid]

Il 28/01/2015 21.22, BlueRay ha scritto:
> Il giorno mercoledì 28 gennaio 2015 21:46:56 UTC+2, Soviet_Mario ha scritto:

>> che severo oggi ! Acidità di stomaco ? Dai fa il liceo ... è
>> abbastanza ovvio che non ne capisca granché.
>> Ma tu hai presente cosa è la sQuola oggi ???
>> Già solo il fatto che un ragazzo di liceo (se poi è vero eh
>> ...) chieda su usenet secondo me lo rende una mosca bianca,
>> da monumento ! :)
>
> Veramente non lo so cosa sia la scuola oggi, pero' anche una scimmia
> saprebbe copiare pari pari il testo di un problema :-)

Sono convinto che anche una scimmia, a differenza di te, avrebbe
abbastanza buon senso ed empatia da non aggredire senz motivo il più
debole de branco.
Hai scritto tre post senza dire niente che mi fosse utile a capire il
problema. Potrei risponderti per le rime ma mi hanno insegnato a
rispettare le persone molto anziane che a volte tendono un po' a sclerare.

> Ma se deve calcolare il calore, a che mi...ia gli serve l'entalpia?
> Almeno dicesse "... calore (q) ceduta all'ambiente a P costante..."
> A me non sembra proprio un problema dato un docente, ma l'esperto
> dei tu ...

Quindi tu non sei esperto?

> O forse perche' non c'e alcun esercizio in classe e non c'e' alcun prof? :-)
> Chiedo solo, mi raccomando!

Chiedi a lui? Devi chiedere a me, fidarti della mia risposta e prima di
scambiarmi per un troll qualsiasi (e offendermi) aspettare un minimo gli
sviluppi della discussione.

Sid

[Soviet_Mario]

sicuramente. Potrebbe anche coadiuvare da
fondente-depassivante dell'ossido. Siccome entrambi gli
ossidi sono altofondenti e poco acidi o poco basici, la
mutua azione fondente è limitatissima (mentre gli ossidi di
ferro fondono bassi e scorificano facilmente l'allumina).
Incidentalmente quindi è difficile innescare la cosa.

Mi viene in mente l'esperienza con le palline di pellicola
di Al messe in solfato di rame puro bello concentrato, anche
all'ebollizione .... niente !

Invece, anche partendo da freddo, aggiungendo un po' di
cloruri o bromuri (che depassivano il velo di allumina,
esattamente come non so), entro poco la reazione è così
violenta che bolle da sola.

Secondo me il poco stabile Al2S3 (poco non in relazione agli
elementi, intendo relativamente all'ossido) potrebbe aiutare
a disgregare la patina. In effetti Al2S3 anche solo in acqua
decompone. Ma è vero anche quello che dici, la combinazione
con lo zolfo fuso è molto violenta di suo.
Ricordo che la miscela Zn+S mi ha rotto dei crogioli di
porcellana refrattaria fatti apposta (Cu+S e Fe+S invece
stanno entro le tolleranze di quel materiale).

[BlueRay]

Il giorno mercoledì 28 gennaio 2015 23:43:20 UTC+2, Sid ha scritto:
> Il 28/01/2015 21.22, BlueRay ha scritto:
>
> > Veramente non lo so cosa sia la scuola oggi, pero' anche una scimmia
> > saprebbe copiare pari pari il testo di un problema :-)
>
> Sono convinto che anche una scimmia, a differenza di te, avrebbe
> abbastanza buon senso ed empatia da non aggredire senz motivo il più
> debole de branco.
> Hai scritto tre post senza dire niente che mi fosse utile a capire il
> problema. Potrei risponderti per le rime ma mi hanno insegnato a
> rispettare le persone molto anziane che a volte tendono un po' a sclerare.

E chi ti ha detto che sono piu' anziano di te?
Comunque: tu hai scritto che hai sbagliato a copiare. Mi spieghi perche'
1) Hai parlato di "un solo" ossido di ferro senza specificare quale, visto che ce ne sono (almeno) due? Sarebbe interpretabile come imprecisione se non fosse che pero' poi parli di "triossido di dialluminio" che e' quasi pleonastico, visto che di ossidi l'alluminio ne ha solo uno, e al liceo questi lo insegnano, non ci vuole gran che, basta guardare sulla tavola periodica (io lo insegnavo a studenti del liceo musicale, quindi...)
Le due cose non stanno bene insieme "stridono".
Uno potrebbe dire che "ossido di ferro" comunque e' giusto perche' poi hai scritto FeO,quindi era quello che avevi in mente. Ok, ms allora cosa ca..o c'entra l'Fe2O3 che hai scritto dopo? Anche prima ti avevo posto queste domande, lascia perdere l'esperto o il non esperto, qui c'e' solo uno che e' curioso di conoscere la tua risposta a queste mie domande.

[BlueRay]

Il 2) viene in seguito.

[BlueRay]

Il giorno giovedì 29 gennaio 2015 01:29:42 UTC+2, Soviet_Mario ha scritto:
>
> sicuramente. Potrebbe anche coadiuvare da
> fondente-depassivante dell'ossido. Siccome entrambi gli
> ossidi sono altofondenti e poco acidi o poco basici, la
> mutua azione fondente è limitatissima (mentre gli ossidi di
> ferro fondono bassi e scorificano facilmente l'allumina).
> Incidentalmente quindi è difficile innescare la cosa.
>
> Mi viene in mente l'esperienza con le palline di pellicola
> di Al messe in solfato di rame puro bello concentrato, anche
> all'ebollizione .... niente !

Questa me la devi spiegare meglio perche' non ho capito cosa hai fatto esattamente.

> Invece, anche partendo da freddo, aggiungendo un po' di
> cloruri o bromuri (che depassivano il velo di allumina,
> esattamente come non so), entro poco la reazione è così
> violenta che bolle da sola.
> Secondo me il poco stabile Al2S3 (poco non in relazione agli
> elementi, intendo relativamente all'ossido) potrebbe aiutare
> a disgregare la patina. In effetti Al2S3 anche solo in acqua
> decompone. Ma è vero anche quello che dici, la combinazione
> con lo zolfo fuso è molto violenta di suo.
> Ricordo che la miscela Zn+S mi ha rotto dei crogioli di
> porcellana refrattaria fatti apposta (Cu+S e Fe+S invece

> stanno entro le tolleranze )

ZnS e Al2S3 come mai li metti sullo stesso piano? Zn + S era (e'?) usato per razzi domestici (potrei sbagliarmi ma ricordo vagamente 80% Zn e 20% S). Mi sono sempre chiesto di cosa era fatto il gas, tenuto conto che quella composizione non e' stechiometrica e Zn e' in eccesso. E' vero che un gas pesante fornisce buona spinta iniziale, ma, vapori di metallo, oltre a ZnS? Succhia calore di niente, vaporizzare un metallo! :-)

--
BlueRay

[BlueRay]

Il giorno mercoledì 28 gennaio 2015 23:43:20 UTC+2, Sid ha scritto:

...
Ti chiedo scusa, ho letto un Fe2O3 che non c'era, nel tuo post.
Mi da che hai ragione, sono anziano, se non altro perche' ci vedo poco :-)

--
BlueRay

[Soviet_Mario]

Il 29/01/2015 01.56, BlueRay ha scritto:
> Il giorno giovedì 29 gennaio 2015 01:29:42 UTC+2, Soviet_Mario ha scritto:
>>
>> sicuramente. Potrebbe anche coadiuvare da
>> fondente-depassivante dell'ossido. Siccome entrambi gli
>> ossidi sono altofondenti e poco acidi o poco basici, la
>> mutua azione fondente è limitatissima (mentre gli ossidi di
>> ferro fondono bassi e scorificano facilmente l'allumina).
>> Incidentalmente quindi è difficile innescare la cosa.
>>
>> Mi viene in mente l'esperienza con le palline di pellicola
>> di Al messe in solfato di rame puro bello concentrato, anche
>> all'ebollizione .... niente !
>
> Questa me la devi spiegare meglio perche' non ho capito cosa hai fatto esattamente.

prepari delle palline accartocciando la pellicola Kuki
alluminio e le metti (a galla) in una soluzione bella
concentrata di solfato di rame (parlo del sale analytical
grade e acqua deionizzata), che in teoria creano una coppia
redox molto energica, di circa 2 Volt.
E non succede proprio niente. Scaldi anche, aggiungi acido
solforico, ancora niente.

Poi ripetendo, già a freddo, aggiungi del sale alla miscela,
e la reazione redox Cu(II) + Al // Cu + Al(III)
decolla violentemente, e presto la soluzione bolle di suo
per la violenza (scarica anche l'idrogeno a quel punto).
Con NaBr è ancora più appariscente.

Succede che per ragioni che non so esattamente, gli ioni
alogenuro si adsorbono sul velo di allumina passivante,
sempre presente sulla pellicola anche se non è certo
anodizzata, anzi, e che la rendeva inerte, la destrutturano
e evidentemente essa diventa porosa in qualche modo.
Allora lo ione rameico riesce a raggiungere Al metallico
sotto, e la corrosione galvanica comincia violentemente

>
>> Invece, anche partendo da freddo, aggiungendo un po' di
>> cloruri o bromuri (che depassivano il velo di allumina,
>> esattamente come non so), entro poco la reazione è così
>> violenta che bolle da sola.
>> Secondo me il poco stabile Al2S3 (poco non in relazione agli
>> elementi, intendo relativamente all'ossido) potrebbe aiutare
>> a disgregare la patina. In effetti Al2S3 anche solo in acqua
>> decompone. Ma è vero anche quello che dici, la combinazione
>> con lo zolfo fuso è molto violenta di suo.
>> Ricordo che la miscela Zn+S mi ha rotto dei crogioli di
>> porcellana refrattaria fatti apposta (Cu+S e Fe+S invece
>> stanno entro le tolleranze )
>
> ZnS e Al2S3 come mai li metti sullo stesso piano?
> Zn + S era (e'?) usato per razzi domestici (potrei sbagliarmi ma ricordo vagamente 80% Zn e 20% S).

non capisco bene la domanda.
Il punto è che genericamente Al è molto più reattivo di Zn
(come generico agente riducente).
Tuttavia verso ossidanti "soft" come i calcofili pesanti (S,
Se), si verifica un certo riequilibrio di reattività, perché
l'affinità dei metalli pesanti per il solfuro è
comparativamente migliore che non per Al(3+), che è
eccessivamente piccolo e hard. Casi eclatanti sono per
metalli di per sé molto inerti (mercurio, rame) che si
ossidano a fatica, ma che con zolfo reagiscono anche a T.A.
o meno (lentamente) e a caldo violentemente.
Però non saprei stimare a priori se la mistura di Al e S sia
più o meno termica di quella con zinco (cinetica a parte).
Al rimane cmq un metallo molto elettropositivo.
Con magnesio non ho mai osato tentarla, anche se di nuovo
non c'è un amore particolare tra Mg e S, però Mg è un
metallo da -2,35 V (se non ricordo male).

> Mi sono sempre chiesto di cosa era fatto il gas,

non so, immagino che cmq fosse in gran parte eterogeneo,
ossia contenente anche particelle solide di "fumo".

> tenuto conto che quella composizione non e' stechiometrica e Zn e' in eccesso. E' vero che un gas pesante fornisce buona spinta iniziale, ma, vapori di metallo, oltre a ZnS? Succhia calore di niente, vaporizzare un metallo! :-)

beh, però poi una volta arrivato all'aria, Zn metallo
restituisce con interesse il calore di sublimazione,
formando ZnO e riscaldando il plasma da paura.
Cmq non penso che si possa necessariamente assumere che Zn
venga proprio atomizzato, magari semplicemente si sminuzza
in cluster ancora relativamente pesanti. Probabilmente anche
un po' di S sublima (sotto le forme più varie) e poi alla
fine appena oltre l'ugello brucia a SO2.

Essendo una miscela che forma solo fumi anidri, ha una
notevole capacità di scaldare l'azoto dell'aria esausta.

Non ne so molto, ma proponevo che una parte considevole
della spinta potesse venire poi dalla post-combustione
aerobica dei frammenti, per il surriscaldamento elevato del
plasma al mescolamento con aria.
Mi risulta che anche su aerei da caccia siano stati usati
post-combustori nei motori, per incrementare la spinta
usando più efficiente il combustibile.


Potresti provare a fare una mistura macinata fine di sale,
zolfo, e limatura di Al e provare a innescarla (in pentolino
largo e basso) ... Io ora come ora ho molto zolfo, ma niente
polvere di Al

[BlueRay]

Il giorno giovedì 29 gennaio 2015 14:41:21 UTC+2, Soviet_Mario ha scritto:
> Il 29/01/2015 01.56, BlueRay ha scritto:
>
> > Questa me la devi spiegare meglio perche' non ho capito cosa hai fatto
> > esattamente.
>
> prepari delle palline accartocciando la pellicola Kuki
> alluminio e le metti (a galla) in una soluzione bella
> concentrata di solfato di rame (parlo del sale analytical
> grade e acqua deionizzata), che in teoria creano una coppia
> redox molto energica, di circa 2 Volt.
> E non succede proprio niente. Scaldi anche, aggiungi acido
> solforico, ancora niente.
> Poi ripetendo, già a freddo, aggiungi del sale alla miscela,
> e la reazione redox Cu(II) + Al // Cu + Al(III)
> decolla violentemente, e presto la soluzione bolle di suo
> per la violenza (scarica anche l'idrogeno a quel punto).
> Con NaBr è ancora più appariscente.

Ah, ok avevamo gia' discusso in passato del fenomeno, solo che l'alluminio non era in palline :-)

> Succede che per ragioni che non so esattamente, gli ioni
> alogenuro si adsorbono sul velo di allumina passivante,
> sempre presente sulla pellicola anche se non è certo
> anodizzata, anzi, e che la rendeva inerte, la destrutturano
> e evidentemente essa diventa porosa in qualche modo.
> Allora lo ione rameico riesce a raggiungere Al metallico
> sotto, e la corrosione galvanica comincia violentemente

Come sai che Cu++ riesce a raggiungere Al? Potrebbe avvenire uno scambio di carica tra le due specie ... lontane, per mezzo di un qualche processo mediato dall'alogenuro.

> > ZnS e Al2S3 come mai li metti sullo stesso piano?
> > Zn + S era (e'?) usato per razzi domestici (potrei sbagliarmi ma ricordo
> > vagamente 80% Zn e 20% S).
>
> non capisco bene la domanda.

La domanda era: come sai a priori che Al + S reagiscono generando tanto calore e con T tanto elevate come Zn + S o viceversa? Al e Zn in cosa sono simili, a priori, da q.to punto di vista? Pero' vedo che hai cercato di rispondere dopo.

> Il punto è che genericamente Al è molto più reattivo di Zn
> (come generico agente riducente).
> Tuttavia verso ossidanti "soft" come i calcofili pesanti (S,
> Se), si verifica un certo riequilibrio di reattività, perché
> l'affinità dei metalli pesanti per il solfuro è
> comparativamente migliore che non per Al(3+), che è
> eccessivamente piccolo e hard. Casi eclatanti sono per
> metalli di per sé molto inerti (mercurio, rame) che si
> ossidano a fatica, ma che con zolfo reagiscono anche a T.A.
> o meno (lentamente) e a caldo violentemente.
> Però non saprei stimare a priori se la mistura di Al e S sia
> più o meno termica di quella con zinco (cinetica a parte).
> Al rimane cmq un metallo molto elettropositivo.
> Con magnesio non ho mai osato tentarla, anche se di nuovo
> non c'è un amore particolare tra Mg e S, però Mg è un
> metallo da -2,35 V (se non ricordo male).
>
> > Mi sono sempre chiesto di cosa era fatto il gas,
>
> non so, immagino che cmq fosse in gran parte eterogeneo,
> ossia contenente anche particelle solide di "fumo".

Questo e' pacifico, ma il grosso deve essere un gas/un vapore, se no non verrebbe utilizzato per i razzi.

> > tenuto conto che quella composizione non e' stechiometrica e Zn e' in
> > eccesso. E' vero che un gas pesante fornisce buona spinta iniziale, ma,
> > vapori di metallo, oltre a ZnS? Succhia calore di niente, vaporizzare un
> > metallo! :-)
>
> beh, però poi una volta arrivato all'aria, Zn metallo
> restituisce con interesse il calore di sublimazione,
> formando ZnO e riscaldando il plasma da paura.

Non mi convince molto come spiegazione perche' all'ugello (dove avviene la maggior parte della spinta) il gas non e' ancora venuto a contatto con l'aria esterna.

> Cmq non penso che si possa necessariamente assumere che Zn
> venga proprio atomizzato, magari semplicemente si sminuzza
> in cluster ancora relativamente pesanti.

Puo' darsi ma considera che Zn bolle poco sopra i 900°C.

> Probabilmente anche
> un po' di S sublima (sotto le forme più varie) e poi alla
> fine appena oltre l'ugello brucia a SO2.

Ma secondo me ci deve essere qualche "trucchetto" tipo che si formano composti del tipo Zn_(1+x) S che vaporizzano a quelle temperature.

> Essendo una miscela che forma solo fumi anidri, ha una
> notevole capacità di scaldare l'azoto dell'aria esausta.
> Non ne so molto, ma proponevo che una parte considevole
> della spinta potesse venire poi dalla post-combustione
> aerobica dei frammenti, per il surriscaldamento elevato del
> plasma al mescolamento con aria.
> Mi risulta che anche su aerei da caccia siano stati usati
> post-combustori nei motori, per incrementare la spinta
> usando più efficiente il combustibile.

Non so il funzionamento di tali postcombustori ma comunque li l'aria viene a contatto con il combustibile *prima* che questo bruci. In un razzo avviene dopo.

> Potresti provare a fare una mistura macinata fine di sale,
> zolfo, e limatura di Al e provare a innescarla (in pentolino
> largo e basso) ... Io ora come ora ho molto zolfo, ma niente
> polvere di Al

Nemmeno io ma il sale per cosa?

--
BlueRay

[Soviet_Mario]

non lo so

> Potrebbe avvenire uno scambio di carica tra le due specie ... lontane, per mezzo di un qualche processo mediato dall'alogenuro.

beh, però nel caso del CLORURO almeno
(E° = +1,35 vs. +0,335 del Cu++), l'effetto "spoletta" è
imho inconcepibile.
Questo in altri casi esiste, ad es. con il cromato acido
oppure col perossido di idrogeno acido, ma qui il potenziale
è troppo sfavorevole.

>
>>> ZnS e Al2S3 come mai li metti sullo stesso piano?
>>> Zn + S era (e'?) usato per razzi domestici (potrei sbagliarmi ma ricordo
>>> vagamente 80% Zn e 20% S).
>>
>> non capisco bene la domanda.
>
> La domanda era: come sai a priori che Al + S reagiscono generando tanto calore e con T tanto elevate come Zn + S o viceversa?

alt ! Sulla temperatura non mi esprimo, essendo correlata ad
aspetti cinetici poco prevedibili.
Sul calore di reazione invece ho, un po' forzatamente (ma un
po', mica poi tanto), fatto una correlazione coi potenziali
standard, tenuta pure conto però del discorso dell'affinità
dei calcofili e dei calcogeni (e del fatto che Al non è un
calcofilo).

> Al e Zn in cosa sono simili, a priori, da q.to punto di vista?

no, infatti non sono tanto simili. Zn è al limite simile
(configurazione elettronica confrontabile) col Mg, ma con
ben diversa elettronegatività e potenziale standard.

> Pero' vedo che hai cercato di rispondere dopo.
>
>> Il punto è che genericamente Al è molto più reattivo di Zn
>> (come generico agente riducente).
>> Tuttavia verso ossidanti "soft" come i calcofili pesanti (S,
>> Se), si verifica un certo riequilibrio di reattività, perché
>> l'affinità dei metalli pesanti per il solfuro è
>> comparativamente migliore che non per Al(3+), che è
>> eccessivamente piccolo e hard. Casi eclatanti sono per
>> metalli di per sé molto inerti (mercurio, rame) che si
>> ossidano a fatica, ma che con zolfo reagiscono anche a T.A.
>> o meno (lentamente) e a caldo violentemente.
>> Però non saprei stimare a priori se la mistura di Al e S sia
>> più o meno termica di quella con zinco (cinetica a parte).
>> Al rimane cmq un metallo molto elettropositivo.
>> Con magnesio non ho mai osato tentarla, anche se di nuovo
>> non c'è un amore particolare tra Mg e S, però Mg è un
>> metallo da -2,35 V (se non ricordo male).
>>
>> > Mi sono sempre chiesto di cosa era fatto il gas,
>>
>> non so, immagino che cmq fosse in gran parte eterogeneo,
>> ossia contenente anche particelle solide di "fumo".
>
> Questo e' pacifico, ma il grosso deve essere un gas/un vapore, se no non verrebbe utilizzato per i razzi.

perchè ? é roba amatoriale di piccola scala, non credo che
le "emissioni" siano normate più di tanto. Può rientrare
nella pirotecnica, dove l'emissione di polveri è pacifica,
salvo miscele particolari (che so, nitrato di ammonio o
perclorato di ammonio e carbone e/o zolfo).

Non so bene se l'espulsione di particolato accelerato sia
più, meno o similmente efficace dal lato spinta rispetto
all'espulsione di veri gas.

Tentativamente penserei che potesse valere la legge di
Graham (dove la velocità quadratica e la massa sono
inversamente proporzionali, ad una data T costante, comune
per le varie particelle).
Però è anche vero, e questo non so modellizzarlo, che per
singole molecole la componente ordinata è una frazione meno
importante rispetto a granelli solidi più grandi, per i
quali la componente browniana disordinata è
proporzionalmente ridotta. Quindi non so bene come vari
l'efficacia di spinta.

>
>>> tenuto conto che quella composizione non e' stechiometrica e Zn e' in
>>> eccesso. E' vero che un gas pesante fornisce buona spinta iniziale, ma,
>>> vapori di metallo, oltre a ZnS? Succhia calore di niente, vaporizzare un
>>> metallo! :-)
>>
>> beh, però poi una volta arrivato all'aria, Zn metallo
>> restituisce con interesse il calore di sublimazione,
>> formando ZnO e riscaldando il plasma da paura.
>
> Non mi convince molto come spiegazione perche' all'ugello (dove avviene la maggior parte della spinta)

eppure l'espansione di gas poco distanti dall'ugello aiuta
la spinta.

> il gas non e' ancora venuto a contatto con l'aria esterna.
>
>> Cmq non penso che si possa necessariamente assumere che Zn
>> venga proprio atomizzato, magari semplicemente si sminuzza
>> in cluster ancora relativamente pesanti.
>
> Puo' darsi ma considera che Zn bolle poco sopra i 900°C.

Si ... ma imho atomizzare un metallo è facile a pressioni
abbastanza basse, invece lì si realizzano pressioni elevate,
che ostacolano la vaporizzazione completa in atomi singoli.

>
>> Probabilmente anche
>> un po' di S sublima (sotto le forme più varie) e poi alla
>> fine appena oltre l'ugello brucia a SO2.
>
> Ma secondo me ci deve essere qualche "trucchetto" tipo che si formano composti del tipo Zn_(1+x) S che vaporizzano a quelle temperature.

non saprei. Non so a che T bolla ZnS e in che forma
molecolare sia presente nel vapore alle varie pressioni.
Magari micro clusters sono ragionevolmente stabili, tipo un
tetramero fatto a cubetto

>
>> Essendo una miscela che forma solo fumi anidri, ha una
>> notevole capacità di scaldare l'azoto dell'aria esausta.
>> Non ne so molto, ma proponevo che una parte considevole
>> della spinta potesse venire poi dalla post-combustione
>> aerobica dei frammenti, per il surriscaldamento elevato del
>> plasma al mescolamento con aria.
>> Mi risulta che anche su aerei da caccia siano stati usati
>> post-combustori nei motori, per incrementare la spinta
>> usando più efficiente il combustibile.
>
> Non so il funzionamento di tali postcombustori ma comunque li l'aria viene a contatto con il combustibile *prima* che questo bruci.

bisogna vedere se a valle della turbina, nei gas combusti,
c'è ancora abbastanza ossigeno da poterla considerare aria
"attiva". Anche io non me ne intendo molto, ma ho idea che
il post combustore possa essere efficace solo con gas
"grassi" con debito di ossigeno. Non vedo nessuna ragione
per cui ossigenare dei gas combusti già superstechiometrici
in aria dovrebbe apportare miglioramenti.

> In un razzo avviene dopo.
>
>> Potresti provare a fare una mistura macinata fine di sale,
>> zolfo, e limatura di Al e provare a innescarla (in pentolino
>> largo e basso) ... Io ora come ora ho molto zolfo, ma niente
>> polvere di Al
>
> Nemmeno io ma il sale per cosa?

per depassivare ... assumendo però che lo zolfo da solo non
sia sufficiente (la qual cosa non è affatto detta, anzi imho
potrebbe riuscire a diffondere lo stesso)

[Sid]

Scuse accettate, capita a tutti a volte di sclerare per niente :-)
Ti ribadisco però che, a parte il mio errore di battitura, ho tracritto
fedelmente il testo del problema che il prof ci aveva assegnato.

Grazie tutti coloro che mi hanno dato una mano.
Considero questa strapazzata un rito d'iniziazione per l'accesso degli
studenti al NG. :-)

Sid

[cometa_luminosa]

Il giorno sabato 7 febbraio 2015 12:17:44 UTC+1, Sid ha scritto:

> Scuse accettate, capita a tutti a volte di sclerare per niente :-)
> Ti ribadisco però che, a parte il mio errore di battitura, ho tracritto
> fedelmente il testo del problema che il prof ci aveva assegnato.

Ok, intanto mi scuso di nuovo, comunque non afferro bene in che modo la variazione di entalpia delle specie che reagiscono possa essere posta uguale al calore ceduto all'ambiente senza specificare in che modo avviene la trasformazione termodinamica, ad esempio senza specificare che avviene a pressione costante. Ma di solito tali reazioni vengono fatte avvenire in un calorimetro, dunque a volume costante (e allora Delta(H) non e' piu' uguale al calore ceduto, come invece lo e' a P costante).

Puoi chiederlo per favore al tuo prof? Come minimo ci fai bella figura perche' dimostri di voler approfondire la questione ...

--
cometa_luminosa = BlueRay

[Giorgio Pastore]

Il 07/02/15 20:48, cometa_luminosa ha scritto:
>...comunque non afferro bene in che modo la variazione di entalpia delle specie che reagiscono

> possa essere posta uguale al calore ceduto all'ambiente senza specificare in che modo avviene
> la trasformazione termodinamica, ad esempio senza specificare che avviene a pressione costante.
> Ma di solito tali reazioni vengono fatte avvenire in un calorimetro, dunque a volume costante

Calorimetro = volume costante ? A meno di non avere calorimetri molto,
molto speciali la vedo un po' dura. Le condizioni piu' semplici da
realizzare in laboratorio sono proprio quelle a pressione costante.
Altrimenti... perche' mai sarebbe stata iventata l' entalpia ?

Giorgio

[Giorgio Bibbiani]

Giorgio Pastore wrote:
> Calorimetro = volume costante ? A meno di non avere calorimetri
> molto, molto speciali la vedo un po' dura. Le condizioni piu'
> semplici da realizzare in laboratorio sono proprio quelle a pressione
> costante. Altrimenti... perche' mai sarebbe stata iventata l'
> entalpia ?

Per studiare le reazioni di combustione ricordo che si usa la
"bomba calorimetrica", in cui la reazione avviene a volume costante:

https://www.google.it/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CDcQFjAB&url=https%3A%2F%2Ftfascienzeunitn2012.files.wordpress.com%2F2013%2F02%2Fesp2_-bomba-calorimetrica.pdf&ei=wT7XVMqQDdbWavCygMgI&usg=AFQjCNGtcRtPpvh6c2-3fcatI7eG8p9_lA&bvm=bv.85464276,d.d2s&cad=rja

Ciao
--
Giorgio Bibbiani

[Soviet_Mario]

Il 08/02/2015 11.53, Giorgio Bibbiani ha scritto:
> Giorgio Pastore wrote:
>> Calorimetro = volume costante ? A meno di non avere calorimetri
>> molto, molto speciali la vedo un po' dura. Le condizioni piu'
>> semplici da realizzare in laboratorio sono proprio quelle a pressione
>> costante. Altrimenti... perche' mai sarebbe stata iventata l'
>> entalpia ?
>
> Per studiare le reazioni di combustione ricordo che si usa la
> "bomba calorimetrica", in cui la reazione avviene a volume costante:

si, ma solo l'ambiente di reazione è a volume costante, il
microambiente interno di misura, con la sonda termica,
probabilmente è a pressione costante come diceva G. Pastore.

Peraltro il microambiente serve anche per "confinare" le
specie ed evitare dispersioni e condizioni che precludano,
per motivi cinetici, il raggiungimento dell'equilibrio.

Nelle combustioni la cosa è diversa, effettivamente essendo
tutti i prodotti gassosi, non si può usare un MICRO ambiente
sigillato in uno più grande (diversamente dovrebbe essere
veramente robusto, spesso acciaio flangiato, di difficile
ignizione).
Si ricorre allora a navette aperte (ad es. crogiuoli in PT)
che diffondono i prodotti nel macroambiente di misura, da
cui poi aspirare i gas o fissarli su adsorbenti.
Per l'analisi dell'azoto, non fissabile, si ricorre ad
atmosfere di ossigeno puro, in modo che ogni eventuale azoto
sia di origine interna

Cmq di sicuro non esiste un prototipo unico standard adatto
a reazioni di modesta, alta o altissima entalpia, e con
prodotti solidi o liquidi vs gassosi.

Gli esplosivi vengono effettivamente testati a V costante
per l'analisi dei gas, ma l'ambiente di reazione è una
piccola porzione dell'ambiente totale di misura, in modo che
la variazione di pressione sia accettabile.

Una reazione che non libera gas o vapori, può sicuramente
essere testata in condizioni isobare

>
> https://www.google.it/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CDcQFjAB&url=https%3A%2F%2Ftfascienzeunitn2012.files.wordpress.com%2F2013%2F02%2Fesp2_-bomba-calorimetrica.pdf&ei=wT7XVMqQDdbWavCygMgI&usg=AFQjCNGtcRtPpvh6c2-3fcatI7eG8p9_lA&bvm=bv.85464276,d.d2s&cad=rja
>
> Ciao

[Giorgio Bibbiani]

Soviet_Mario wrote:
> si, ma solo l'ambiente di reazione è a volume costante, il
> microambiente interno di misura, con la sonda termica,
> probabilmente è a pressione costante come diceva G. Pastore.

Si', ma il punto e' che la reazione avviene a volume costante,
quindi il calore scambiato non si puo' calcolare come un
DeltaH^0.
In ogni caso il mio era solo un inciso, anch'io penso che
nell'intenzione dell'autore dell'esercizio si intendesse che
la reazione andasse studiata a pressione costante (avrebbe
dovuto specificarlo? Non lo so), come si fa per la gran
parte delle reazioni chimiche, credo.

Ciao
--
Giorgio Bibbiani

[cometa_luminosa]

Il giorno domenica 8 febbraio 2015 11:07:25 UTC+1, Giorgio Pastore ha scritto:

> Calorimetro = volume costante ? A meno di non avere calorimetri molto,
> molto speciali la vedo un po' dura.

Vedi post di Bibbiani sulla bomba calorimetrica.

> Le condizioni piu' semplici da
> realizzare in laboratorio sono proprio quelle a pressione costante.
> Altrimenti... perche' mai sarebbe stata iventata l' entalpia ?

Per le reazioni che avvengono in recipienti aperti (P esterna = P atmosferica), non per quelle in recipienti chiusi.

--
cometa_luminosa

[cometa_luminosa]

Per vedere se il calore di reazione a volume costante Qv puo' essere preso circa pari alla variazione di entalpia a volume costante Delta(H)v, facciamo un semplice calcoletto.
Assumendo che nella bomba calorimetrica oltre ai reagenti vi sia aria, considerata come gas ideale, ed assumendo per questa un Cv = 3nR (calcolato da tabelle, prendendo come T media 1000K) mi risulta Qv = 3/4 Delta(H)v:

Delta(H)v = Delta(U)v + V*Delta(P)v =

= Qv + n*R*Delta(T)v = [Delta(T)v = Qv/Cv] = 4/3 Qv

il pedice "v" significa che le grandezze sono calcolate a volume costante.

Quindi, usando il dato ricavato da Bibbiani:

Delta(H)v = 105 KJ si ha: Qv = 78.8 KJ

che corrisponde ad un errore del 30% circa, ovvero di circa due ordini di grandezza superiore a quello sui dati del problema.

--
cometa_luminosa

[Giorgio Bibbiani]

cometa_luminosa wrote:
> Per vedere se il calore di reazione a volume costante Qv puo' essere
> preso circa pari alla variazione di entalpia a volume costante
> Delta(H)v, facciamo un semplice calcoletto.
> Assumendo che nella bomba calorimetrica oltre ai reagenti vi sia
> aria, considerata come gas ideale, ed assumendo per questa un Cv =
> 3nR (calcolato da tabelle, prendendo come T media 1000K) mi risulta
> Qv = 3/4 Delta(H)v:
>
> Delta(H)v = Delta(U)v + V*Delta(P)v =
>
> = Qv + n*R*Delta(T)v = [Delta(T)v = Qv/Cv] = 4/3 Qv
>
> il pedice "v" significa che le grandezze sono calcolate a volume
> costante.
>
> Quindi, usando il dato ricavato da Bibbiani:

Che pero' era un DeltaH^0, cioe' ricavato supponendo che
i reagenti e i prodotti si trovassero in condizioni normali, in
generale DeltaH^0 sara' diverso dal Delta(H)v che hai
usato sopra.

> Delta(H)v = 105 KJ si ha: Qv = 78.8 KJ
>
> che corrisponde ad un errore del 30% circa, ovvero di circa due
> ordini di grandezza superiore a quello sui dati del problema.

Ciao
--
Giorgio Bibbiani

[cometa_luminosa]

Il giorno domenica 8 febbraio 2015 18:17:48 UTC+1, Giorgio Bibbiani ha scritto:
> cometa_luminosa wrote:
> > Per vedere se il calore di reazione a volume costante Qv puo' essere
> > preso circa pari alla variazione di entalpia a volume costante
> > Delta(H)v, facciamo un semplice calcoletto.
> > Assumendo che nella bomba calorimetrica oltre ai reagenti vi sia
> > aria, considerata come gas ideale, ed assumendo per questa un Cv =
> > 3nR (calcolato da tabelle, prendendo come T media 1000K) mi risulta
> > Qv = 3/4 Delta(H)v:
> > Delta(H)v = Delta(U)v + V*Delta(P)v =
> > = Qv + n*R*Delta(T)v = [Delta(T)v = Qv/Cv] = 4/3 Qv
> > il pedice "v" significa che le grandezze sono calcolate a volume
> > costante.
> > Quindi, usando il dato ricavato da Bibbiani:
>
> Che pero' era un DeltaH^0, cioe' ricavato supponendo che
> i reagenti e i prodotti si trovassero in condizioni normali, in
> generale DeltaH^0 sara' diverso dal Delta(H)v che hai
> usato sopra.

Giusto, grazie della correzione.
Non mi metto a rifare i conti (caso mai te li lascio per casa :-) ), mi basta osservare che, per l'aria all'interno del calorimetro Delta(H)v e' > DeltaH^0 e quindi la differenza tra calore liberato dalla reazione e aumento di entalpia dell'aria e' ancora maggiore di quanto avevo calcolato.

Vedo se riesco a dimostrarlo con quello che segue, intanto ricordo che entrambi i Delta(H) sono positivi in quanto l'aria assorbe parte del calore liberato dalla reazione (ne assorbe una percentuale tanto maggiore quanto maggiore e' la massa d'aria in confronto a quella dei reagenti, per semplicita' si puo' supporre che l'aria assorba tutto il calore di reazione.)

Dopo aver fatto avvenire la reazione esotermica a volume costante, si puo' ritornare alle condizioni iniziali, standard, di volume pressione e temperatura per mezzo, ad es., di una espansione adiabatica fino alla T iniziale seguita da una compressione isoterma fino alla P iniziale. Quindi passo dallo stato iniziale A fino allo stato B tramite aumento di T a volume costante, poi passo allo stato C per espansione adiabatica e poi di nuovo ad A per compressione isoterma. La variazione di entalpia da B a C e poi ad A e':

Int[B,C] VdP + Int[C,A] VdP + PdV = Int[B,A] VdP + Int[C,A] PdV

e gli ultimi due integrali sono negativi in quanto dP<0 nel primo e dV<0 nel secondo.

In conclusione: DeltaH^0 = Delta(H)v + x, con x<0,

quindi DeltaH^0 < Delta(H)v.

Se ho fatto conti giusti :-)

--
cometa_luminosa

[cometa_luminosa]

Il giorno domenica 8 febbraio 2015 20:01:50 UTC+1, cometa_luminosa ha scritto:
...

>La variazione di entalpia da B a C e poi ad A e':

> Int[B,C] VdP + Int[C,A] VdP + PdV = Int[B,A] VdP + Int[C,A] PdV

Nel primo integrale ho dimenticato dU:

Int[B,C] (dU + VdP) + Int[C,A] (VdP + PdV) =

= Int[B,C]dU + Int[B,A] VdP + Int[C,A] PdV

ma anche l'integrale Int[B,C]dU e' < 0 in quanto T diminuisce, dunque la conclusione rimane la stessa.

--
cometa_luminosa

[Giorgio Pastore]

Il 08/02/15 14:59, cometa_luminosa ha scritto:

> Il giorno domenica 8 febbraio 2015 11:07:25 UTC+1, Giorgio Pastore ha scritto:
>
>> Calorimetro = volume costante ? A meno di non avere calorimetri molto,
>> molto speciali la vedo un po' dura.
>
> Vedi post di Bibbiani sulla bomba calorimetrica.

Era quello che intendevo con "calorimetri molto speciali".

>> Le condizioni piu' semplici da
>> realizzare in laboratorio sono proprio quelle a pressione costante.
>> Altrimenti... perche' mai sarebbe stata iventata l' entalpia ?
>
> Per le reazioni che avvengono in recipienti aperti (P esterna = P atmosferica), non per quelle
> in recipienti chiusi.

Certo. Ma io ero partito dall' idea che per le reazioni di cui parlava
l' OP non fosse necessaria una bomba calorimetrica. Sbaglio ?

Giorgio

[BlueRay]

Non lo so, secondo me va usato un recipiente chiuso, in quanto la reazione porta i prodotti a T elevate (probabilmente maggiori del p.to di fusione di Fe) e quindi un eventuale contatto con aria esterna sottrarrebbe molto calore. Inoltre non si puo' far avvenire in acqua.

--
BlueRay = cometa_luminosa