Reaksiyon entalpisi (veya reaksiyon ısısı, ΔH), bir kimyasal reaksiyon sırasında salınan veya emilen toplam enerjiyi ölçer. Ekzotermik reaksiyonlar, yanma veya paslanma gibi ısıyı (ΔH < 0) açığa çıkarır. Endotermik reaksiyonlar, buzun erimesi veya fotosentez gibi ısıyı (ΔH > 0) emer. Entalpi, reaksiyon enerjisini anlamak ve reaksiyonların kendiliğinden olup olmayacağını tahmin etmek için merkezi bir öneme sahiptir.

Formül

Hess Yasasını Kullanmak:

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

ΔH_f standart oluşum entalpisidir (standart durumdaki elementlerden 1 mol madde oluşturmak için gereken enerji).

Veya deneysel verilerden:

ΔH = q / n

Burada q, emilen/serbest bırakılan ısıdır (joule cinsinden) ve n, sınırlayıcı reaktifin molüdür.

Çalışılan Örnek

Şunun için entalpiyi hesaplayın: 2H₂ + O₂ → 2H₂O

Standart oluşum entalpilerini kullanarak (25°C'de):

  • 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

Bu oldukça ekzotermik bir reaksiyondur; hidrojenin yakılması, tüketilen oksijenin molü başına 571,6 kJ açığa çıkarır.

Reaksiyon Türleri

Tip ΔH Örnek
ekzotermik < 0 Yanma, nötralizasyon, donma
Endotermik > 0 Erime, çözünme, fotosentez
Termonötr ≈ 0 Dengede faz değişiklikleri

Kendiliğindenlik ve ΔG

Entalpi tek başına bir reaksiyonun kendiliğinden olup olmadığını belirlemez. Gibbs serbest enerjisi entalpi ve entropiyi birleştirir:

ΔG = ΔH - TΔS

ΔG < 0 olduğunda bir reaksiyon kendiliğindendir. Negatif ΔH'ye sahip bir ekzotermik reaksiyonun kendiliğinden olma olasılığı daha yüksektir, ancak entropi (ΔS) de önemlidir.

Kalorimetri

Deneysel olarak entalpi, bir kalorimetrede ısı salınımının ölçülmesiyle bulunur:

q = m × c × ΔT

Burada m kütle, c özgül ısı kapasitesi ve ΔT sıcaklık değişimidir. Reaksiyon entalpisi -q'dur (negatiftir çünkü reaksiyonla açığa çıkan ısı kalorimetre tarafından emilir).

İpuçları

Elementlerin standart durumlarındaki oluşum entalpilerinin tanım gereği sıfır olduğunu unutmayın. Değerleri ararken duruma (katı, sıvı, gaz) dikkat edin; farklı durumlar farklı entalpilere sahiptir. Ayrıca işaret kurallarına da dikkat edin: Negatif ΔH, çevreye yayılan ısı anlamına gelir.

Oluşum entalpilerinden reaksiyon entalpisini anında hesaplamak için Reaksiyon Entalpi Hesaplayıcımızı kullanın.