Variazione di entalpia con la temperatura: legge di Kirchhoff
Il fisico e matematico tedesco Gustav Kirchhoff trovò una correlazione tra la variazione di entalpia di una reazione calcolata a una determinata temperatura con la variazione di entalpia della reazione calcolata a un’altra temperatura.
Variazione di entalpia
La variazione di entalpia uguaglia il calore assorbito o ceduto sotto il vincolo della pressione costante. Trasferendo energia sotto forma di calore a un sistema a pressione costante l’entalpia del sistema aumenta ovvero H2 >H1 quindi ΔH > 0
Se è invece il sistema a fornire calore a pressione costante essa diminuisce ovvero H2 < H1 ovvero ΔH < 0.
Il calore specifico a pressione costante è dato da:
cp = ΔH/ΔT (1)
dove ΔH è la variazione di entalpia e ΔT è la variazione di temperatura.
Essa dipende dalle condizioni in cui è stata misurata. I dati che vengono riportati nelle tabelle termodinamiche si riferiscono alla pressione di 1 atm e alla temperatura di 25°C.
Se la reazione avviene a una temperatura diversa e il calore specifico non varia al variare della temperatura allora la variazione di entalpia è data dal prodotto tra il calore specifico a pressione costante e la variazione di temperatura.
L’entalpia a una temperatura Tf è data dalla somma di quella calcolata alla temperatura Ti e il risultato derivante dall’integrale definito tra Ti e Tf di cp in dT.
Legge di Kirchhoff
Se cp è indipendente dalla temperatura nel range di temperature tra Ti e Tf allora la (1) diventa:
HTf = HTi + cp (Tf – Ti)
Questa relazione nota come legge di Kirchhoff è valida per variazioni di temperature inferiori a 100°C in quanto per una variazione di temperatura maggiore il calore specifico cp non può essere più considerato costante.
