Lancenigo di Villorba (TV), Italy



===> QUESITO

Può avvenire questa reazione "MgO + H2O ---> ..."?



===> RISPOSTA

---> INTRODUZIONE

'Mg' é il Simbolo Chimico del Magnesio, un Elemento Chimico che appartiene al Gruppo II-A della Tavola Periodica degli Elementi Chimici ed é quindi uno dei Metalli Terrosi. Questo significa che quando Magnesio reagisce con l'Ossigeno (O)



i)...2 Mg(s) + O2(g) ---> 2 MgO(s)...(Calcinazione di Magnesio)



si forma un composto 'MgO' detto Magnesio Ossido il quale é disponibile a reagire con l'Acqua (H2O)



ii)...MgO(s) + H2O(aq) ---> Mg(OH)2(s)...(Idratazione di Magnesio Ossido)



per dare il Magnesio Idrossido (Mg(OH)2).



----> SPONTANEITA' DELLE REAZIONI

Una volta data una scrittura chimica bilanciata ciò non necessariamente implica che alle condizioni ordinarie possa avvenire con successo quella reazione chimica, talvolta può anche darsi che le condizioni ordinarie non consentano nemmeno il minimo accenno di reazione.

Si pone così la generica questione circa la Spontaneità di una plausibile reazione chimica, tema che il lettore ha giustamente affermato di poter affrontare tramite il calcolo della Variazione dell'Energia Libera associata alla reazione.

Sia subito chiaro che questo procedimento trae fondamento dalla Termodinamica Chimica, motivo per cui la valutazione che é consentita dai calcoli prima annunciati si riferisce esplicitamente alle condizioni (Temperatura, Pressione,..) adottati.

I calcoli matematici attengono alla nota EQUAZIONE ISOTERMA DI GIBBS



Delta(G°r) = Delta(H°r) - T * Delta(S°r)



in cui il pallino " ° " indica che si sono assunte le condizioni 'T ; p' come da Stato Standard (1 atm ; 25 °C = 298 K).



---> CALCOLI

Il riferimento alle Condizioni Standard consente di associare valore nullo per l'Entalpia Molare Standard e l'Energia Libera Molare Standard degli Elementi Chimici quali sono 'Mg' e 'O2'



H°f,Mg = 0 kJ/mol ; G°f,Mg = 0 kJ/mol

H°f,O2 = 0 kJ/mol ; G°f,O2 = 0 kJ/mol



ed allora si passa al calcolo delle Variazioni Molari per la REAZIONE i) (calcinazione del magnesio)



H°f,MgO = -602.1 kJ/mol

Delta(H°r,i) = 2 * H°f,MgO - 2 * H°f,Mg - 1 * H°f,O2 = 2 * (-602.1) - 2 * 0 - 1 * 0 = -1204.2 kJ

S°f,MgO = +26.8 J/mol

Delta(S°r,i) = 2 * S°f,MgO - 2 * S°f,Mg - 1 * S°f,O2 = 2 * (+26.8) - 2 * (+32.5) - 1 * (+205.1) = -216.5 J

Delta(G°r,i) = Delta(H°r,i) - T * Delta(S°r,i) = (-1204.2) - (25 + 273) * (-216.5) / 1000 = -1139.7 kJ



e poi si passa al calcolo delle Variazioni Molari per la REAZIONE ii) (idratazione del magnesio ossido)



H°f,Mg(OH)2 = -925.1 kJ/mol

Delta(H°r,ii) = 1 * H°f,Mg(OH)2 - 1 * H°f,MgO - 1 * H°f,H2O = 1 * (-925.1) - 1 * (-602.1) - 1 * (-286.0) = -37.0 kJ

S°f,Mg(OH)2 = +63.2 J/mol

Delta(S°r,i) = 1 * S°f,Mg(OH)2 - 1 * S°f,MgO - 1 * S°f,H2O = 1 * (+63.2) - 1 * (+26.8) - 1 * (+70.0) = -33.6 J

Delta(G°r,i) = Delta(H°r,i) - T * Delta(S°r,i) = (-37.0) - (25 + 273) * (-33.6) / 1000 = -27.0 kJ



===> CONCLUSIONI

Ambedue le reazioni chimiche sono processi decisamente spontanei giacché mostrano Variazione Negativa d'Energia Libera.



I hope this helps you.

intanto come puoi sapere se è spontanea o meno se non sai i prodotti?

La reazione teorica è MgO + H2O ---> Mg(OH)2

calcoli il deltaG di formazione del prodotto e sottrai quello dei reagenti, tutti a 25°C che sono quelli tabulati, se è negativo la reazione è termodinamicamente spontanea a 25°C, ma non è detto che avvenga.

deltaG MgO = -569,43 kJ/mol

deltaG H2O = -285,83

deltaG Mg(OH)2 = -943,77

-943,77 - ((-285,83) + (-569,43)) = -88,514kJ/mol = deltaG reazione, è negativo, la reazione è termodinamicamente spontanea, ma non vuol dire che avvenga perchè bisogna guardare la cinetica. Per esempio 3H2 + N2 --> 2NH3 è termodinamicamente spontanea, ma non lo è cineticamente, non avviene senza un catalizzatore perchè la cinetica è sfavorevole, si può dire che l'urto efficace tra una molecola di azoto e tre di idrogeno è molto difficile in termini di probabilità.

Quale reazione??



Cos'è "acca venti"?