प्रतिक्रिया एन्थॅल्पी (किंवा प्रतिक्रियाची उष्णता, ΔH) रासायनिक अभिक्रिया दरम्यान सोडलेली किंवा शोषलेली एकूण ऊर्जा मोजते. एक्झोथर्मिक प्रतिक्रिया उष्णता (ΔH < 0) सोडतात, जसे की ज्वलन किंवा गंज. एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया उष्णता शोषून घेतात (ΔH > 0), जसे बर्फ वितळणे किंवा प्रकाशसंश्लेषण. एन्थॅल्पी हे प्रतिक्रिया उर्जा समजून घेण्यासाठी आणि प्रतिक्रिया उत्स्फूर्त असेल की नाही हे सांगण्यासाठी केंद्रस्थानी आहे.
सूत्र
हेसचा कायदा वापरणे:
ΔH_reaction = Σ ΔH_f(products) - Σ ΔH_f(reactants)
जेथे ΔH_f निर्मितीची मानक एन्थॅल्पी आहे (मानक अवस्थेतील घटकांपासून पदार्थाचा 1 तीळ तयार करण्याची ऊर्जा).
किंवा प्रायोगिक डेटावरून:
ΔH = q / n
जेथे q ही उष्णता शोषली जाते/ सोडली जाते (ज्युलमध्ये) आणि n हे मर्यादित अभिकर्मकाचे मोल असते.
कार्य केलेले उदाहरण
यासाठी एन्थॅल्पीची गणना करा: 2H₂ + O₂ → 2H₂O
फॉर्मेशनचे मानक एन्थॅल्पी वापरणे (25 डिग्री सेल्सियस वर):
- 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
ही एक अत्यंत एक्झोथर्मिक प्रतिक्रिया आहे — बर्निंग हायड्रोजन 571.6 kJ प्रति मोल ऑक्सिजन वापरते.
प्रतिक्रियांचे प्रकार
| प्रकार | ΔH | उदाहरण |
|---|---|---|
| एक्झोथर्मिक | < 0 | ज्वलन, तटस्थीकरण, अतिशीत |
| एंडोथर्मिक | > 0 | वितळणे, विरघळणे, प्रकाशसंश्लेषण |
| थर्मोन्यूट्रल | ≈ ० | समतोल स्थितीत फेज बदल |
उत्स्फूर्तता आणि ΔG
प्रतिक्रिया उत्स्फूर्त आहे की नाही हे केवळ एन्थॅल्पी ठरवत नाही. गिब्स मुक्त ऊर्जा एन्थाल्पी आणि एन्ट्रॉपी एकत्र करते:
ΔG = ΔH - TΔS
प्रतिक्रिया उत्स्फूर्त असते जेव्हा ΔG < 0. ऋण ΔH सह एक्झोथर्मिक प्रतिक्रिया उत्स्फूर्त असण्याची शक्यता असते, परंतु एन्ट्रॉपी (ΔS) देखील महत्त्वाचे असते.
कॅलरीमेट्री
प्रायोगिकरित्या, कॅलरीमीटरमध्ये उष्णता सोडण्याचे मोजमाप करून एन्थाल्पी आढळते:
q = m × c × ΔT
जेथे m वस्तुमान आहे, c ही विशिष्ट उष्णता क्षमता आहे आणि ΔT म्हणजे तापमान बदल. प्रतिक्रिया एन्थॅल्पी आहे -q (ऋण कारण प्रतिक्रियेद्वारे सोडलेली उष्णता कॅलरीमीटरद्वारे शोषली जाते).
टिप्स
लक्षात ठेवा की त्यांच्या मानक स्थितीतील घटकांची निर्मिती एन्थॅल्पी व्याख्येनुसार शून्य आहे. मूल्ये शोधताना, स्थिती लक्षात घ्या (घन, द्रव, वायू) — वेगवेगळ्या अवस्थांमध्ये भिन्न एन्थाल्पी असतात. चिन्ह परंपरांसह सावधगिरी बाळगा: नकारात्मक ΔH म्हणजे आसपासची उष्णता सोडली जाते.
फॉर्मेशन एन्थॅल्पीपासून प्रतिक्रिया एन्थॅल्पीची त्वरित गणना करण्यासाठी आमचे प्रतिक्रिया एन्थाल्पी कॅल्क्युलेटर वापरा.