溶液の熱または溶液のエンタルピーは、一定の圧力の条件下で、吸収または溶媒中の溶質の一定量の溶解プロセスの間に放出される熱です。
化学反応が起こるとき、エネルギーは、新しい物質の形成を可能にする結合を形成するためにも、破壊するためにも必要です。これらのプロセスが行われるために流れるエネルギーは熱であり、熱化学はそれらを研究する責任がある科学の分野です。
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エンタルピーという用語は、一定の圧力条件下で化学プロセスが発生するときの熱の流れを指すために使用されます。この用語の作成は、超伝導を発見したのと同じオランダの物理学者、平家カメルリンオンヌ（1853-1926）が原因です。
どのように計算されますか？
エンタルピーを見つけるには、熱力学の第1法則から始める必要があります。これは、システムの内部エネルギーの変化ΔUが、吸収された熱Qと何らかの外部エージェントによって行われた仕事Wによるものであると見なします。
ここで、仕事は、圧力と容積の微分変化の積の全容積にわたる負の積分です。この定義は、力のスカラー積と機械的仕事の変位ベクトルの負の積分に相当します。
上記の定圧条件が適用されると、Pは積分から外れる可能性があります。したがって、仕事は次のとおりです。
-エンタルピーの式
この結果をΔUに代入すると、次のようになります。
数量U + PVはエンタルピーHと呼ばれるため、次のようになります。
エンタルピーはエネルギーなので、ジュールで測定されます。
解エンタルピー
溶液の初期成分は溶質と溶媒であり、元のエンタルピーを持っています。この溶解が起こるとき、それはそれ自身のエンタルピーを持っています。
この場合、ジュールのエンタルピー変化は次のように表すことができます。
標準エンタルピーフォームΔHの内のいずれかのO、結果はジュール/モルであり、
反応が熱を発する場合、ΔHの符号は負（発熱過程）です。熱を吸収する場合（吸熱過程）符号は正になります。そして当然、溶液エンタルピーの値は最終的な溶液の濃度に依存します。
用途
多くのイオン性化合物は、水などの極性溶媒に可溶です。水またはブライン中の塩（塩化ナトリウム）の溶液が一般的に使用されています。ここで、解のエンタルピーは2つのエネルギーの寄与と見なすことができます。
-溶質-溶質および溶媒-溶媒結合を切断するための1つ
-もう1つは、新しい溶質-溶媒結合の形成に必要なものです。
イオン塩が水に溶解する場合、いわゆる固体の網状エンタルピーと、水の場合は溶液を形成するための水和エンタルピーを知る必要があります。それが水でない場合、それは溶媒和のエンタルピーと呼ばれます。
格子エンタルピーは、イオンネットワークを分解して気体イオンを形成するために必要なエネルギーです。エネルギーを固体に供給して構成イオンに分離し、気体状態にするため、常に吸熱プロセスです。
一方、水和イオンは気体状態のイオンよりも安定しているため、水和プロセスは常に発熱的です。
このようにして、溶質のイオン格子の分解に必要なエネルギーが水和よりも多いか少ないかに応じて、溶液の生成は発熱性または吸熱性となります。
熱量計による測定
実際には、温度計と撹拌棒を備えた断熱容器で基本的に構成される熱量計でΔHを測定することができます。
容器に関しては、その特性がすべての液体の普遍的な参照であるため、水はほとんど常にその中に注がれます。
Lavoisierが使用していた古い熱量計。出典：Gustavocarra。
もちろん、熱量計の材料は水に加えて熱交換にも関与しています。しかし、熱量計定数と呼ばれるアセンブリ全体の熱容量は、反応とは別に決定でき、それが発生したときに考慮されます。
エネルギーバランスは次のとおりです。システムにエネルギーリークがないという条件を思い出してください。
-液体の水が形成されます：
½O 2 +½H 2 →H 2 O 液体 ; ΔH O = -285.9 kJの/モル
-次に、ソリューションを形成する必要があります。
固体 K + H 2 O→½H 2 + 水性 KOH ; ΔH o = -2011 kJ / mol
KOHの崩壊のエンタルピーの符号が反転していることに注意してください。これは、ヘスの法則によるものです。 、この場合のように、エンタルピーは符号を変えます。
エネルギーバランスは、エンタルピーの代数的合計です。
-演習2
次の反応の溶液のエンタルピーは定圧熱量計で決定され、熱量計定数は342.5 J / Kであることがわかっています。1.423 gの硫酸ナトリウムNa 2 SO 4を100.34 gの水に溶解すると、温度変化は0.037 Kになります。これらのデータからNa 2 SO 4の標準溶液エンタルピーを計算します。
解決
ソリューションの標準エンタルピーは、上記の方程式から解かれます。
硫酸ナトリウムの場合：M s = 142.04 g / mol; m s = 1.423 g
そして水の場合：m 水 = 100.34 g; M 水 = 18.02 g / mol; C 水; m = 75.291 J / K mol
ΔT = 0.037 K
C 熱量計 = 342.5 J / K
参考文献
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