Vad är entalpi?

Entalpi är det värmeenergiutbyte som sker under kemiska reaktioner. Den har symbolen H och mäts i kJ/mol, eller kilojoule per mol. Energin som utbyts med den omgivande miljön vid konstant tryck kallas entalpiförändringen av en reaktion. För att mäta förändringen används standardförhållanden, inklusive ett tryck på 1 atmosfär och en temperatur på 298 Kelvin (77°F eller 25°C).

När reaktionen avger värme sägs den vara exoterm. I denna situation är entalpiförändringen negativ, eftersom reaktionen går från hög energi till låg energi på grund av förlusten av värmeenergi till omgivningen. Om energi strömmar från den omgivande miljön in i ett system, eller värme tas in, sägs det vara endotermt. I det här fallet är förändringen positiv eftersom systemet får energi i form av värme.

Energinivådiagram är det vanligaste sättet att visa sådana förändringar i värme. Det finns två generella diagram som används, ett för exoterma reaktioner och ett för endotermiska reaktioner. För en exoterm reaktion skulle energin hos reaktionskomponenterna vara högre än energin hos de resulterande produkterna. Motsatsen är sant för endotermiska reaktioner. Förändringen är tydligt markerad på båda diagrammen.

Två sätt att mäta en entalpiförändring är en enkel kalorimeter eller en enkel lågkalorimeter. En enkel kalorimeter är gjord av en behållare med vatten, med värme överförd till vattnet. Den temperaturförändring av vattnet som registreras kommer att bero på reaktionens energiutbyte. När en enkel kalorimeter används sker reaktionen i vattnet i själva kalorimetern.

Med en enkel lågkalorimeter sker reaktionen utanför enheten. Under reaktionen måste värmen överföras till vattnet inuti kalorimetern. Denna typ av kalorimeter används för att mäta förändringen av förbränningsreaktioner.

För att kunna beräkna förändringen i entalpi måste tre saker vara kända. Den första är en konstant, vilket är vattnets specifika värmekapacitet, som är 4.2 J/g/°C. Vattnets massa och mängden temperaturförändringar av vattnet måste mätas. Formeln för att beräkna denna förändring är 4.2 x vattenmassa x temperaturförändring.