Entalpia de reacție (sau căldura de reacție, ΔH) măsoară energia totală eliberată sau absorbită în timpul unei reacții chimice. Reacțiile exoterme eliberează căldură (ΔH < 0), precum arderea sau ruginirea. Reacțiile endoterme absorb căldura (ΔH > 0), cum ar fi topirea gheții sau fotosinteza. Entalpia este esențială pentru înțelegerea energiei reacțiilor și pentru a prezice dacă reacțiile vor fi spontane.

Formula

Folosind legea lui Hess:

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

Unde ΔH_f este entalpia standard de formare (energie pentru a forma 1 mol de substanță din elementele în stare standard).

Sau din date experimentale:

ΔH = q / n

Unde q este căldură absorbită/eliberată (în jouli) și n este moli de reactiv limitator.

Exemplu de lucru

Calculați entalpia pentru: 2H₂ + O₂ → 2H₂O

Folosind entalpii standard de formare (la 25°C):

  • 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

Aceasta este o reacție extrem de exotermă - arderea hidrogenului eliberează 571,6 kJ pe mol de oxigen consumat.

Tipuri de reacții

Tip ΔH Exemplu
exotermic < 0 Arderea, neutralizarea, congelarea
Endotermic > 0 Topire, dizolvare, fotosinteză
Termoneutru ≈ 0 Schimbări de fază la echilibru

Spontaneitate și ΔG

Entalpia singură nu determină dacă o reacție este spontană. Energia liberă Gibbs combină entalpia și entropia:

ΔG = ΔH - TΔS

O reacție este spontană când ΔG < 0. O reacție exotermă cu ΔH negativ este mai probabil să fie spontană, dar contează și entropia (ΔS).

Calorimetrie

Experimental, entalpia este găsită prin măsurarea degajării de căldură într-un calorimetru:

q = m × c × ΔT

Unde m este masa, c este capacitatea termică specifică și ΔT este schimbarea temperaturii. Entalpia de reacție este -q (negativă deoarece căldura eliberată prin reacție este absorbită de calorimetru).

Sfaturi

Amintiți-vă că entalpiile de formare ale elementelor în starea lor standard sunt zero prin definiție. Când căutați valori, rețineți starea (solid, lichid, gaz) - diferite stări au entalpii diferite. De asemenea, aveți grijă la convențiile semnelor: ΔH negativ înseamnă căldură eliberată în împrejurimi.

Utilizați Reaction Enthalpy Calculator pentru a calcula instantaneu entalpia de reacție din entalpiile de formare.