Учебник. Энтальпия

Энтальпия системы (от греч. enthalpo нагреваю) – это однозначная функция H состояния термодинамической системы при независимых параметрах энтропии S и давлении P, которая связана с внутренней энергией U соотношением H = U + PV где V – объем системы.

В химии чаще всего рассматривают изобарические процессы (P = const), и тепловой эффект в этом случае называют изменением энтальпии системы или энтальпией процесса: $Q_p=\text{Δ}H$ ΔH = ΔU + PΔV

Энтальпия имеет размерность энергии (кДж). Ее величина пропорциональна количеству вещества; энтальпия единицы количества вещества (моль) измеряется в кДжċмоль^–1.

В термодинамической системе выделяющуюся теплоту химического процесса условились считать отрицательной (экзотермический процесс, ΔH < 0), а поглощение системой теплоты соответствует эндотермическому процессу, ΔH > 0.

Уравнения химических реакций с указанием энтальпии процесса называют термохимическими. Численные значения энтальпии ΔH указывают через запятую в кДж и относят ко всей реакции с учетом стехиометрических коэффициентов всех реагирующих веществ. Поскольку реагирующие вещества могут находиться в разных агрегатных состояниях, то оно указывается нижним правым индексом в скобках: (т) – твердое, (к) – кристаллическое, (ж) – жидкое, (г) – газообразное, (р) – растворенное. Например, при взаимодействии газообразных H₂ и Cl₂ образуются два моля газообразного HCl. Термохимическое уравнение записывается так: ${\text{H}}_{\text{2(г)}}{+\text{Cl}}_{\text{2(г)}}{=\text{2HCl}}_{\text{(г)}}\text{,}\text{Δ}{H}^{\text{ ˆ}}=\mathrm{-}\mathrm{184,6 кДж.}$

При взаимодействии газообразных H₂ и O₂ образующаяся H₂O может находиться в трех агрегатных состояниях, что скажется на изменении энтальпии: ${\text{H}}_{\text{2(г)}}{+\text{1/2O}}_{\text{2(г)}}{=\text{2H}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{(г)}}\text{,}\mathrm{ }\text{Δ}{H}^{\text{ ˆ}}=\mathrm{-}\mathrm{286,8 кДж}\mathrm{,}$ ${\text{H}}_{\text{2(г)}}{+\text{1/2O}}_{\text{2(г)}}{=\text{2H}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{(ж)}}\text{,}\mathrm{ }\text{Δ}{H}^{\text{ ˆ}}=\mathrm{-}\mathrm{241,83 кДж.}$

Приведенные энтальпии образования веществ и энтальпии реакций отнесены к стандартным условиям (P = 101,325 кПа) и взяты для температуры T = 298 K. Стандартное состояние термодинамической функции, например, энтальпии, обозначается нижним и верхним индексами: ${\text{Δ}H}_{\text{298}}^{\text{ˆ}}\mathrm{;}$ нижний индекс обычно опускают: Δ$H^{ˆ}$ .