Reaktioentalpia (tai reaktiolämpö, ​​ΔH) mittaa kemiallisen reaktion aikana vapautuneen tai absorboituneen kokonaisenergian. Eksotermiset reaktiot vapauttavat lämpöä (ΔH < 0), kuten palaminen tai ruostuminen. Endotermiset reaktiot absorboivat lämpöä (ΔH > 0), kuten jään sulaminen tai fotosynteesi. Entalpia on keskeinen osa reaktioenergian ymmärtämistä ja sen ennustamista, ovatko reaktiot spontaaneja.

Kaava

Hessin lakia käyttäen:

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

Missä ΔH_f on muodostumisen standardientalpia (energia, joka muodostaa 1 moolin ainetta vakiotilassa olevista alkuaineista).

Tai kokeellisista tiedoista:

ΔH = q / n

Missä q on absorboitunut/vapautettu lämpö (jouleina) ja n on rajoittavan reagenssin moolit.

Toiminut esimerkki

Laske entalpia: 2H₂ + O2 → 2H₂O

Käyttämällä standardientalpia muodostumista (25 °C:ssa):

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

Tämä on erittäin eksoterminen reaktio – polttamalla vetyä vapautuu 571,6 kJ kulutettua happimoolia kohden.

Reaktiotyypit

Tyyppi ΔH Esimerkki
Eksoterminen < 0 Palaminen, neutralointi, jäätyminen
Endoterminen > 0 Sulaminen, liukeneminen, fotosynteesi
Lämpöneutraali ≈ 0 Vaiheen muutokset tasapainossa

Spontaanius ja ΔG

Entalpia yksin ei määritä, onko reaktio spontaani. Gibbsin vapaa energia yhdistää entalpian ja entropian:

ΔG = ΔH - TΔS

Reaktio on spontaani, kun ΔG < 0. Eksoterminen reaktio negatiivisella ΔH:lla on todennäköisemmin spontaani, mutta myös entropialla (ΔS) on merkitystä.

Kalorimetria

Kokeellisesti entalpia löydetään mittaamalla lämmön vapautuminen kalorimetrissä:

q = m × c × ΔT

Missä m on massa, c on ominaislämpökapasiteetti ja ΔT on lämpötilan muutos. Reaktioentalpia on -q (negatiivinen, koska kalorimetri absorboi reaktion vapautuneen lämmön).

Vinkkejä

Muista, että alkuaineiden muodostuksentalpiat standarditilassaan ovat määritelmän mukaan nollia. Kun etsit arvoja, huomioi tila (kiinteä, nestemäinen, kaasu) - eri tiloilla on erilaiset entalpiat. Ole varovainen myös merkkisovelluksissa: negatiivinen ΔH tarkoittaa lämpöä, joka vapautuu ympäristöön.

Käytä [reaktioentalpialaskuriamme] (/en/praktinen/kemia/reaktioentalpialasku) laskeaksesi reaktioentalpian muodostumisen entalpioista välittömästi.