反応の熱反応又はエンタルピー（ΔH）は、一定の圧力で起こる化学反応のエンタルピーの変化です。これは、反応で放出または生成されるモルあたりのエネルギー量を計算するのに役立つ熱力学的測定単位です。
エンタルピーは圧力、体積、内部エネルギーから導出され、それらはすべて状態関数であるため、エンタルピーは状態関数でもあります。
ΔH、またはエンタルピー変化は、ΔU、またはシステムの内部エネルギーの変化を見つけることが非常に困難になり、同時に熱量と仕事量を測定することが困難になったときに、システムのエネルギー変化を計算するための測定単位として現れました交換。
圧力が一定の場合、エンタルピーの変化は熱に等しく、ΔH= qとして測定できます。
表記ΔHº又はΔHºのRは、次いで、反応ΔHの熱の正確な温度と圧力を説明するために生じます。
反応の標準エンタルピーはΔHºまたはΔHºrxnで表され、正と負の両方の値をとることができます。ΔHºの単位は、モルあたりのキロジュール、またはkj /モルです。
反応熱を理解するための以前の概念：ΔHとΔHºの違い
Δ=エンタルピーの変化を表します（生成物のエンタルピーから反応物のエンタルピーを差し引いたもの）。
正の値は、生成物のエンタルピーが高いこと、または吸熱反応であることを示します（熱が必要です）。
負の値は、反応物質のエンタルピーが高いこと、または発熱反応（熱が発生する）であることを示します。
º=は、反応が標準のエンタルピー変化であり、設定された圧力/温度で発生することを意味します。
r =は、この変化が反応のエンタルピーであることを示します。
標準状態：固体または液体の標準状態は、1バールの圧力または同じ1気圧（105 Pa）および25°Cの温度、または同じ298 Kの純粋な物質です。 。
ΔHºのRは、反応または反応の標準エンタルピーの標準的な熱であり、ΔHようにそれはまた、反応のエンタルピーを測定します。ただし、ΔHºrxnは「標準」条件下で行われます。つまり、反応は25°C、1 atmで行われます。
標準条件下でのΔH測定の利点は、同じ条件下で発生するため、あるΔHº値を別のΔHº値に関連付けることができることにあります。
形成熱
標準生成熱、ΔH F化学のºは、熱量が吸収または摂氏25度とその標準状態におけるその要素の1バールにおけるその化学物質の1モルの形成から解放されます。
要素が最も安定した状態であり、その物理的状態（固体、液体、または気体）が摂氏25度、1バールである場合、その要素は標準状態にあります。
たとえば、二酸化炭素の標準生成熱には、反応物質として酸素と炭素が含まれます。
酸素はO 2ガス分子としてより安定していますが、炭素は固体グラファイトとしてより安定しています。（グラファイトは標準的な条件下ではダイヤモンドよりも安定しています）。
定義を別の言い方で表すと、標準生成熱は特別なタイプの標準反応熱です。
反応とは、標準状態で標準状態にある元素から1モルの化学物質が形成されることです。
標準の生成熱は、標準の生成エンタルピーとも呼ばれます（実際には、エンタルピーの変化です）。
定義により、それ自体の要素の形成はエンタルピーに変化をもたらさないため、すべての要素の標準的な反応熱はゼロです（Cai、2014）。
反応エンタルピーの計算
1-実験計算
エンタルピーは、熱量計を使用して実験的に測定できます。熱量計は、活性化エネルギーを提供する電気ケーブルを介してサンプルを反応させる機器です。サンプルは、常に攪拌されている水に囲まれた容器に入っています。
サンプルが反応するときに発生する温度変化を測定し、水の比熱とその質量を知ることにより、反応によって放出または吸収される熱は、方程式q = Cesp xmxΔTを使用して計算されます。
この方程式でqは熱、Cespはこの場合の水の比熱、グラムあたり1カロリー、mは水の質量、ΔTは温度の変化です。
熱量計は、一定の圧力を有する単離されたシステムであるので、ΔH R = Q
2-理論計算
エンタルピーの変化は、反応の特定の経路に依存するのではなく、生成物と反応物の全体的なエネルギーレベルにのみ依存します。エンタルピーは状態の関数であり、そのため、加算的です。
反応の標準エンタルピーを計算するには、反応物質の標準生成エンタルピーを追加し、生成物（境界なし、SF）の標準生成エンタルピーの合計から差し引きます。数学的に言えば、これは私たちに与える：
分ΔH R °=Σ△HはF（製品）° - Σ△HはF °（反応物）。
反応のエンタルピーは通常、通常の条件（圧力1バール、温度25℃）での反応物形成のエンタルピーから計算されます。
この熱力学の原理を説明するために、次の式に従ってメタン（CH 4）の燃焼の反応のエンタルピーを計算します。
CH 4（g）+ 2O 2（g）→CO 2（g）+ 2H 2 O（g）
反応の標準エンタルピーを計算するには、反応に関与する各反応物と生成物の標準生成エンタルピーを見つける必要があります。
これらは通常、付録またはさまざまなオンラインテーブルにあります。この反応に対して必要なデータは次のとおりです。
H f °CH 4（g）= -75 kjoul / mol。
H F ºO 2（G）= 0 kjoul /モル。
H f °CO 2（g）= -394 kjoul / mol。
H F ºH 2 O（G）= -284 kjoul /モル。
標準状態であるため、酸素ガスの標準生成エンタルピーは0 kJ / molであることに注意してください。
以下に、標準的な形成エンタルピーをまとめます。単位はkJ / molであるため、平衡反応式（Leaf Group Ltd、SF）の化学量論係数を掛ける必要があることに注意してください。
分ΔHΣ F °（製品）、ΔH= F ºCO 2 +2分ΔH F ºH 2 O
ΣΔH F（製品）º= -1（394 kjoul /モル）-2-（284 kjoul /モル）= -962 kjoul /モル
分ΔHΣ F（反応物）、ΔH=° F ºCH 4 + AH F ºO 2
ΣΔH F（反応物質）= -75 kjoul /モル+ 2（0 kjoul /モル）º= -75 kjoul /モル
これで、反応の標準エンタルピーを見つけることができます。
ΔH R °=ΣΔH F º（製品） - ΣΔHのF º（反応物質）=（ - 962） - （ - 75）=
ΔH R °= - 887kJ / molです。
参考文献
- アン・マリー・ヘルメンスティン。（2014年6月11日）。反応定義のエンタルピー。Thoughtcoから復元：Thoughtco.com。
- （SF）。反応の標準エンタルピー。無限からの回復：boundless.com。
- Cai、E.（2014年3月11日）。標準形成熱。化学統計学者から回収されました：chemicalstatistician.wordpress.com。
- クラークJ.（2013年5月）。さまざまなエンタルピー変化の定義。chemguide.co.ukから復元：chemguide.co.uk。
- ジョナサン・グエン、GL（2017年2月9日）。フォーメーションの標準エンタルピー。chem.libretexts.orgから復元：chem.libretexts.org
- Leaf Group Ltd.（SF）。反応のエンタルピーを計算する方法。科学から回復：sciencing.com。
- レイチェルマーティン、EY（2014年5月7日）。反応熱。chem.libretexts.orgから復元：chem.libretexts.org