A reakcióentalpia (vagy reakcióhő, ΔH) a kémiai reakció során felszabaduló vagy elnyelt teljes energiát méri. Az exoterm reakciók hőt bocsátanak ki (ΔH < 0), például égés vagy rozsdásodás. Az endoterm reakciók hőt vesznek fel (ΔH > 0), például az olvadó jég vagy a fotoszintézis. Az entalpia központi szerepet játszik a reakcióenergiák megértésében és annak előrejelzésében, hogy a reakciók spontánok lesznek-e.

A képlet

A Hess-törvény segítségével:

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

Ahol ΔH_f a képződés standard entalpiája (az energia 1 mol anyag előállításához standard állapotú elemekből).

Vagy kísérleti adatokból:

ΔH = q / n

Ahol q a hőelnyelt/kibocsátott hő (joule-ban), és n a korlátozó reagens móljai.

Működött példa

Számítsa ki az entalpiát: 2H₂ + O2 → 2H₂O

Szabványos képződésentalpiák felhasználásával (25 °C-on):

  • ΔH_f(H2) = 0 kJ/mol
  • ΔH_f(O2) = 0 kJ/mol
  • ΔH_f(H2O) = -285,8 kJ/mol
ΔH_reaction = [2 × (-285.8)] - [2 × 0 + 1 × 0]
            = -571.6 - 0
            = -571.6 kJ/mol

Ez egy erősen exoterm reakció – a hidrogén égetése során 571,6 kJ szabadul fel egy mól elfogyasztott oxigénre.

A reakciók típusai

Írja be ΔH Példa
Hőtermelő < 0 Égés, semlegesítés, fagyasztás
Endoterm > 0 Olvadás, oldódás, fotoszintézis
Hősemleges ≈ 0 Fázisváltozások egyensúlyban

A spontaneitás és a ΔG

Az entalpia önmagában nem határozza meg, hogy a reakció spontán-e. A Gibbs-szabad energia egyesíti az entalpiát és az entrópiát:

ΔG = ΔH - TΔS

A reakció spontán, ha ΔG < 0. A negatív ΔH exoterm reakció nagyobb valószínűséggel spontán, de az entrópia (ΔS) is számít.

Kalorimetria

Kísérletileg az entalpiát úgy határozzuk meg, hogy mérjük a hőkibocsátást egy kaloriméterben:

q = m × c × ΔT

Ahol m a tömeg, c a fajlagos hőkapacitás, és ΔT a hőmérsékletváltozás. A reakcióentalpia -q (negatív, mert a reakció során felszabaduló hőt a kaloriméter elnyeli).

Tippek

Ne feledje, hogy az elemek képződési entalpiája standard állapotukban definíció szerint nulla. Az értékek keresésekor vegye figyelembe az állapotot (szilárd, folyékony, gáz) – a különböző halmazállapotok eltérő entalpiákkal rendelkeznek. Legyen óvatos a jelkonvenciókkal is: a negatív ΔH azt jelenti, hogy hő szabadul fel a környezetbe.

Használja [reakcióentalpia kalkulátorunkat] (/en/praktikus/kémia/reakcióentalpia-kalc.) a reakcióentalpia azonnali kiszámításához a képződésentalpiákból.