Chimica fisica
Cosa testa la prova
La chimica fisica verifica termodinamica, equilibrio, cinetica, elettrochimica, superfici e fondamenti quantistici. Le domande richiedono di scegliere il modello corretto e di controllare unità e condizioni di riferimento.
Regole e concetti chiave
- ΔG = ΔH - TΔS: il segno di ΔG indica la spontaneità a pressione e temperatura costanti.
- All'equilibrio ΔG = 0 e ΔG° = -RT ln K; la costante dipende dalla temperatura secondo van't Hoff.
- L'equazione di Arrhenius collega k a Ea e T: k = A·exp(-Ea/RT).
- In elettrochimica E°cella = E°catodo - E°anodo e ΔG° = -nFE°.
- Nei sistemi reali si usano attività, non concentrazioni, quando la forza ionica è significativa.
Esempio svolto
A 298 K una reazione ha ΔG° = +20,0 kJ/mol. Calcolare K: ΔG° = -RT ln K, quindi ln K = -20000/(8,314·298) = -8,07 e K = 3,1·10^-4. Il valore positivo di ΔG° indica che nelle condizioni standard la reazione non è spontanea nella direzione scritta; K < 1 è coerente. Se la temperatura cambia, K cambia e va ricalcolata con ΔH° e ΔS°, non assumendo K costante.
Trappole che costano punti
Non convertire kJ in J; confondere ΔG e ΔG°; usare concentrazioni al posto delle attività; dimenticare il numero di elettroni n; applicare l'equazione di Arrhenius senza controllo delle unità di Ea.