L'entalpia, abbreviata in H, è una funzione di sistema, in ottica di analisi termodinamica, che mette in relazione l'energia interna di un sistema (U) con il prodotto della pressione per il volume.
La definizione di entalpia è la seguente: l'entalpia rappresenta una funzione di stato (funzione di sistema) che misura l'energia interna con il prodotto della pressione per il volume. L'entalpia misura la quantità di energia che è possibile scambiare con il sistema.
Il concetto di entalpia è molto importante per l'analisi e la valutazione dei parametri termodinamici di una reazione chimica, poiché definisce la quantità di energia che il sistema può scambiare con l'ambiente e viceversa. L'entalpia è un valore teorico, poiché non è direttamente misurabile; tuttavia, nella pratica scientifica comune, è abbastanza agevole calcolare la variazione di entalpia (ΔH).
Variazione del contenuto energetico
Affinché possa essere chiaro il concetto di entalpia è necessario definire, per qualsisi sistema, il concetto di variazione del contenuto energetico che, in termini di relazione matematica e di definizione, è così presentabile:
ΔU = q + w
Dove:
ΔU = Variazione del contenuto energetico;
q = Calore;
w = Lavoro;
L'energia U può anche essere definita come la somma dell'energia potenziale e dell'energia cinetica di un sistema e, di conseguenza, si definisce con il termine di energia interna.
Il lavoro può essere valutato attraverso seguente equazione:
w = -P · ΔV
Dove:
P = Pressione;
V = Volume;
Nei sistemi biologici e, in genere, nelle reazioni chimiche di comune analisi la pressione è costante. Per questa ragione, l'equazione precedente può essere riportata come:
ΔU = qp + wp
Inoltre, il lavoro di tipo P/V, nel quale la variazione di energia interna è esercitata attraverso la variazione della pressione o del volume, può essere inglobato nella precedente espressione che diventa:
ΔU = qp - PΔV
L'entalpia, a questo punto, può essere intesa come una funzione del sistema di riferimento ed è associata all'espressione:
H = U + PV
Dove:
H = Entalpia;
La variazione di entalpia è, di conseguenza, espressa, secondo questi termini:
ΔH = ΔU + PΔV
oppure:
ΔH = qp
L'entalpia è una funzione di stato, poiché risulta essere la somma di più funzioni di stato.
L'atomo e la sua struttura: Nucleo (protone, neutrone) e guscio esterno (elettrone).
Proprietà dell'atomo: Numero atomico, numero di massa, peso atomico, raggio atomico.
Specie chimiche: Ossidi.
Meccanica quantistica dell'elettrone: Ipotesi di De Broglie, orbitale atomico, numero quantico principale, numero quantico secondario, spin, salto quantico.
Configurazione elettronica: ibridizzazione sp3, ibridizzazione sp2, ibridizzazione sp, struttura di Lewis.
Legame chimico: Legame debole, legame ionico, legame metallico. Regola dell'ottetto, legame covalente, legame covalente dativo, energia di legame.
Stato della materia: Solido, liquido, aeriforme (gas).
Chimica delle soluzioni: Soluzione (solvente e soluto), concentrazione (molarità , normalità , frazione molare). Idrolisi, prodotto ionico dell'acqua.
Equilibrio chimico: Legge di azione di massa, costante di equilibrio.
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