Reaktionsentalpi (eller reaktionsvarme, ΔH) måler den samlede energi, der frigives eller absorberes under en kemisk reaktion. Eksoterme reaktioner frigiver varme (ΔH < 0), som forbrænding eller rust. Endoterme reaktioner absorberer varme (ΔH > 0), som smeltende is eller fotosyntese. Entalpi er central for at forstå reaktionsenergi og forudsige, om reaktioner vil være spontane.

Formlen

Brug af Hess' lov:

ΔH_reaction = Σ ΔH_f(products) - Σ ΔH_f(reactants)

Hvor ΔH_f er standardentalpien for dannelse (energi til at danne 1 mol stof fra grundstoffer i standardtilstand).

Eller fra eksperimentelle data:

ΔH = q / n

Hvor q er varmeabsorberet/frigivet (i joule), og n er mol af begrænsende reagens.

Bearbejdet eksempel

Beregn entalpi for: 2H₂ + O₂ → 2H₂O

Brug af standard dannelsesentalpier (ved 25°C):

  • AH_f(H2) = 0 kJ/mol
  • AH_f(O2) = 0 kJ/mol
  • AH_f(H20) = -285,8 kJ/mol
ΔH_reaction = [2 × (-285.8)] - [2 × 0 + 1 × 0]
            = -571.6 - 0
            = -571.6 kJ/mol

Dette er en meget eksoterm reaktion - forbrænding af brint frigiver 571,6 kJ pr. mol forbrugt ilt.

Typer af reaktioner

Type ΔH Eksempel
Eksotermisk < 0 Forbrænding, neutralisering, frysning
Endotermisk > 0 Smeltning, opløsning, fotosyntese
Termoneutral ≈ 0 Faseændringer ved ligevægt

Spontanitet og ΔG

Entalpi alene afgør ikke, om en reaktion er spontan. Gibbs frie energi kombinerer entalpi og entropi:

ΔG = ΔH - TΔS

En reaktion er spontan, når ΔG < 0. En eksoterm reaktion med negativ ΔH er mere tilbøjelig til at være spontan, men entropi (ΔS) har også betydning.

Kalorimetri

Eksperimentelt findes entalpi ved at måle varmeafgivelsen i et kalorimeter:

q = m × c × ΔT

Hvor m er masse, c er specifik varmekapacitet, og ΔT er temperaturændring. Reaktionsentalpien er -q (negativ, fordi varme frigivet ved reaktion absorberes af kalorimeteret).

Tips

Husk, at dannelsesentalpier af elementer i deres standardtilstand er nul per definition. Når du slår værdier op, skal du bemærke tilstanden (fast, flydende, gas) - forskellige tilstande har forskellige entalpier. Vær også forsigtig med tegnkonventioner: negativ ΔH betyder varme frigivet til omgivelserne.

Brug vores Reaction Enthalpy Calculator til at beregne reaktionsentalpi fra formationsentalpier med det samme.