6.7: Termokimyasal Denklemler
Sabit basınçta gerçekleştirilen bir kimyasal reaksiyon (sistem) için - genleşme veya daralmanın neden olduğu tek işle - reaksiyon entalpisi (aynı zamanda reaksiyon ısısı, ΔHrxn) olarak da adlandırılır), çevre ile değiştirilen ısıya eşittir (qp).
Entalpideki değişiklik kapsamlı bir özelliktir ve reaksiyona katılan reaktanların miktarına (veya reaktanların mol sayısına) bağlıdır. Entalpideki değişim reaksiyona özeldir ve reaktan ve ürün türlerinin fiziksel durumları önemlidir. Bir ekzotermik reaksiyon, −ΔHrxn değeriyle karakterize edilirken, bir endotermik reaksiyon, +ΔHrxn değerine sahiptir.
Bir reaksiyon tarafından açığa çıkan veya absorblanan ısı miktarı, reaksiyon tarafından tüketilen veya üretilen her bir maddenin miktarına karşılık geldiğinden, hem madde hem de enerjideki değişiklikleri temsil etmek için termokimyasal denklem kullanmak uygundur. Termokimyasal bir denklemde, bir reaksiyonun entalpisindeki değişim ΔHrxn olarak gösterilir ve genellikle reaksiyon denklemi takip edilerek sağlanır. ΔHrxn'nin büyüklüğü, kimyasal denklemde gösterilen reaksiyonla ilişkili ısı miktarını gösterir. ΔHrxn işareti, reaksiyonun ekzotermik mi yoksa endotermik mi olduğunu gösterir. Aşağıdaki denklemde, 1 mol hidrojen gazı ve 1/2 mol oksijen gazı (bir miktar sıcaklık ve basınçta) 1 mol sıvı su (aynı sıcaklık ve basınçta) oluşturmak üzere reaksiyona girer.
Bu denklem çevreye 286 kJ ısı salındığını gösterir. Başka bir deyişle, tüketilen her mol hidrojen veya üretilen her mol su için 286 kJ ısı açığa çıkar (reaksiyon ekzotermiktir). Bu nedenle, reaksiyon entalpisi, belirli miktarlarda reaktan ve ürünleri içeren reaksiyonlar sırasında açığa çıkan veya absorblanan ısı miktarını hesaplamak için kullanılabilen bir dönüştürme faktörüdür.
Kimyasal denklemin katsayıları bir faktörle çarpılırsa (yani, bir maddenin miktarı değiştirilirse), entalpi değişiminin aynı faktörle çarpılması gerekir.
(miktarlarda iki kat artış)
(miktarlarda iki kat azalma)
Bir reaksiyonun entalpi değişiminin reaktanların ve ürünlerin fiziksel durumlarına bağlı olduğunu göstermek için, gaz halindeki su (veya su buharı) oluşumunu düşünün. 1 mol hidrojen gazı ve ½ mol oksijen gazı reaksiyona girerek 1 mol gaz halinde su oluşturduğunda, sıvı su oluştuğunda açığa çıkan 286 kJ ısının aksine sadece 242 kJ ısı açığa çıkar.