miniatura|Combustió de llenya. L'entalpia de combustió estàndard és la variació de l'entalpia quan un mol d'una substància reacciona completament amb oxigen sota condicions normals de pressió i temperatura. Per definició, les reaccions de combustió són sempre exotèrmiques i, per tant, les entalpies de combustió sempre són negatives, encara que els valors per a les combustions individuals poden variar. És un tipus d'entalpia de reacció. Normalment, la variació de l'entalpia estàndard de combustió es denota per o .

La calor de combustió és defineix com a menys l'entalpia estàndard de combustió ( o ).

Les entalpies de combustió es mesuren utilitzant una bomba de calorimetria, i tenen unitats d'energia (en general J); estrictament parlant, el canvi d'entalpia per mol de substància és l'entalpia molar de combustió estàndard (que normalment té per unitats kJ·mol−1). Per exemple, l'equació termoquímica de combustió del metà és:

El signe negatiu de l'entalpia de reacció indica que per cada mol de metà que reacciona es desprenen 890,2 kJ d'energia en forma de calor que escalfa el medi (els productes estan a més temperatura que els reactius).

Càlcul a partir d'entalpies de formació miniatura|350x350px|Diagrama d'entalpia per a la combustió d'1 mol de propà gasós, . La reacció global és:. Hom pot suposar que aquesta reacció ocorre en tres passos. Primer, el es descompon en els seus elements, de manera que . Segon, es formen 3 mols de , així que . Finalment, es formen 4 mols de ; per tant, . La llei de Hess ens diu que . Les entalpies de formació estàndard s'utilitzen en termoquímica per trobar l'entalpia de combustió estàndard . Això es fa restant la suma de les entalpies de formació estàndards dels reactius de la suma de les entalpies de formació estàndards dels productes. La resta és deguda al fet que hom pot suposar un camí que consisteix el descompondre els reactius en els seus elements en l'estat més estable i, després, obtenir els productes combinant aquests elements. Aquesta darrera passa té un canvi d'entalpia igual a la suma de les entalpies de formació dels productes . El primer pas, en canvi, és el procés invers, per tant l'entalpia és menys la suma d'entalpies dels reactius . El resultat s'obté aplicant la llei de Hess tal com es mostra en l'equació de sota, on representen els coeficients estequiomètrics de cada subtància que intervé en la reacció de combustió, ja que les entalpies de formació venen expressades en kJ/mol i cal multiplicar pel nombre de mols de cada substància en la reacció:

Així, per a la reacció general de combustió d'un compost format només per carboni, hidrogen i oxigen:

la seva entalpia es podria calcular amb les corresponents entalpies de formació aplicant la fórmula:

Aquesta equació s'aplica si els reactius comencen en els seus estats estàndard (25 °C i una pressió atmosfèrica) i els productes tornen a les mateixes condicions. La mateixa equació s'aplica a un compost que conté un altre element si aquest element acaba en el seu estat estàndard de referència (per exemple, nitrogen, si el producte és N2).

Els químics poden utilitzar entalpies de formació estàndards per a una reacció que és hipotètica o molt difícil de poder mesurar experimentalment de manera directa. Per exemple el carboni i hidrogen no reaccionen directament per formar metà , tot i així s'ha determinat que l'entalpia de formació estàndard pel metà és de –74,8 kJ mol-1 utilitzant unes altres entalpies de reacció estàndards conegudes amb la llei de Hess. Que sigui negativa implica que la reacció, si es produís, seria exotèrmica; és a dir, és entalpicament més estable que el gas d'hidrogen i el carboni.

+ Entalpies de combustió estàndard a 25 °C Fórmula molecular Nom (kJ·mol−1) Fórmula molecular Nom (kJ·mol−1) Substàncies inorgàniques Alcohols i èters (continuació) C Carboni (grafit) −393,5 C3H8O3 Glicerol (l) −1655,4 CO Monòxid de carboni (g) −283,0 C4H10O Èter dietílic (l) −2723,9 H2 Hidrogen (g) −285,8 C5H12O Pentan-1-ol (l) −3330,9 NH3 Amoníac (g) −382,8 C6H6O Fenol (s) −3053,5 N2H4 Hidrazina (g) −667,1 Compostos carbonílics N2O Òxid de dinitrogen (g) −82,1 CH2O Formaldehid (g) −570,7 Hidrocarburs C2H2O Cetè (g) −1025,4 CH4 Metà (g) −890,8 C2H4O Acetaldehid (l) −1166,9 C2H2 Acetilè o etí (g) −1301,1 C3H6O Acetona (l) −1789,9 C2H4 Etilè o etè (g) −1411,2 C3H6O Propanal (l) −1822,7 C2H6 Età (g) −1560,7 C4H8O Butanona (l) −2444,1 C3H6 Propè (g) −2058,0 Àcids i èsters C3H6 Ciclopropà (g) −2091,3 CH2O2 Àcid fòrmic (l) −254,6 C3H8 Propà (g) −2219,2 C2H4O2 Àcid acètic (l) −874,2 C4H6 Butan-1,3-diè (g) −2541,5 C2H4O2 Metanoat de metil (l) −972,6 C4H10 Butà (g) −2877,6 C3H6O2 Acetat de metil (l) −1592,2 C5H12 Pentà (l) −3509,0 C4H8O2 Acetat d'etil (l) −2238,1 C6H6 Benzè (l) −3267,6 C6H5NO2 Àcid nicotínic (s) −2731,1 C6H12 Ciclohexà (l) −3919,6 C7H6O2 Àcid benzoic (s) −3228,2 C6H14 Hexà (l) −4163,2 Compostos nitrogenats C7H8 Toluè (l) −3910,3 CNH Cianur d'hidrogen (g) −671,5 C7H16 Heptà (l) −4817,0 CH3NO2 Nitrometà (l) −709,2 C10H8 Naftalè (s) −5156,3 CH4N2O Urea (s) −632,7 Alcohols i èters CH5N Metilamina (g) −1085,6 CH4O Metanol (l) −726,1 C2H3N Acetonitril (l) −1247,2 C2H6O Etanol (l) −1366,8 C2H5NO Acetamida (s) −1184,6 C2H6O Èter dimetilic (g) −1460,4 C3H9N Trimetilamina (g) −2443,1 C2H6O2 Etilenglicol (l) −1189,2 C5H5N Piridina (l) −2782,3 C3H8O Propan-1-ol (l) −2021,3 C6H7N Anilina (l) −3392,8

Vegeu també Entalpia

Enllaços externs NIST Chemistry WebBook

Referències

Categoria:Entalpia