Entalpia reakcji

Entalpia reakcji ($\Delta h$ lub $\Delta H$) – zmiana entalpii układu, spowodowana przebiegiem reakcji chemicznej pod stałym ciśnieniem i w stałej temperaturze, odniesiona do liczby postępu reakcji równej jeden. Wartość entalpii reakcji jest równa wartości ciepła reakcji pod stałym ciśnieniem $(Q_{p}),$ jeżeli w czasie reakcji nie jest wykonywana inna praca poza pracą zmiany objętości. W przypadku reakcji elektrochemicznych, zachodzących w ogniwach galwanicznych lub w elektrolizerach, entalpia reakcji jest równa sumie ciepła $Q_{p}$ i pracy prądu elektrycznego – wykonanej przez układ (ujemna) lub na układzie (dodatnia).

Podstawą definicji funkcji termodynamicznych reakcji chemicznych, w tym entalpii reakcji, jest pojęcie liczby postępu reakcji $(\lambda ),$ zdefiniowane przez Théophila de Dondera w 1920 roku jako:

$\lambda ={\frac {n_{zi}}{\nu _{i}}}.$

Wartość $\lambda =1,$ gdy liczby moli (n_zi) powstałych produktów oraz liczby moli zużytych substratów są równe odpowiednim współczynnikom stechiometrycznym (ν_i) w równaniu reakcji.

Entalpią reakcji chemicznej jest pochodna cząstkowa entalpii układu, czyli funkcji $h=f(p,T,\lambda ),$ obliczona dla warunków izotermiczno-izobarycznych względem liczby postępu reakcji:

$\Delta h_{p,T}=\left({\frac {\partial h}{\partial \lambda }}\right)_{p,T}.$

Entalpię reakcji wyraża się również poprzez wielkości molowych entalpii poszczególnych reagentów, zdefiniowanych jako:

$H_{i}=\left({\frac {\partial h}{\partial n_{i}}}\right)_{p,T,n_{j}\neq i}.$

Entalpie układu termodynamicznego, złożonego z $k$ składników wynosi:

$h=\sum n_{i}/H_{i}=f(T,p,n_{1},n_{2},n_{3},\dots ,n_{k}).$

Aby określić entalpię reakcji chemicznej oblicza się różnicę między sumą iloczynów $\sum n_{i}\ H_{i}$ dla jej produktów i dla substratów.

$\Delta h=\sum {n_{i,prod}H_{i,prod}}-\sum {n_{i,subs}H_{i,subs}},$

Zobacz też

• entalpia swobodna reakcji
• energia swobodna reakcji
• entropia reakcji
• powinowactwo chemiczne
• równanie van ’t Hoffa (stała równowagi)