Termochemia

Zmiana entalpii ΔH to ciepło, które układ wymienia z otoczeniem przy stałym ciśnieniu. Reakcja egzoenergetyczna ma ΔH < 0 (oddaje ciepło), endoenergetyczna ΔH > 0 (pobiera ciepło).

W zakresie podstawowym nie ma wzorów z tego działu: wszystkie są z rozszerzenia.

W tym dziale nie ma wzorów z zakresu podstawowego

Wszystkie wzory działu należą do rozszerzenia albo są spoza podstawy programowej.

W tym dziale nie ma wzorów z klas 7–8

Wszystkie wzory działu należą do liceum i technikum.

Entalpia reakcji

entalpia reakcji z entalpii tworzenia: $Δ H^{\circ} = Σ n Δ H_{tw, p}^{\circ} - Σ n Δ H_{tw, s}^{\circ}$; zakres rozszerzony, wzór kluczowy; gdzie:
$Δ H^{\circ}$ standardowa entalpia reakcji (na mol reakcji, tak jak zapisano równanie) $kJ/mol$
$Σ n Δ H_{tw, p}^{\circ}$ suma entalpii tworzenia produktów (p), każda razy współczynnik stechiometryczny n $kJ/mol$
$Σ n Δ H_{tw, s}^{\circ}$ suma entalpii tworzenia substratów (s), każda razy współczynnik stechiometryczny n $kJ/mol$
Strona wzoru: przekształcenia i jednostki
prawo Hessa: $Δ H^{\circ} = Δ H_{1}^{\circ} + Δ H_{2}^{\circ}$; zakres rozszerzony; gdzie:
$Δ H^{\circ}$ standardowa entalpia reakcji (na mol reakcji, tak jak zapisano równanie) $kJ/mol$
$Δ H_{1}^{\circ}$ entalpia pierwszego etapu $kJ/mol$
$Δ H_{2}^{\circ}$ entalpia drugiego etapu (równania etapów sumują się do równania reakcji) $kJ/mol$
Strona wzoru: przekształcenia i jednostki
entalpia reakcji z energii wiązań: $Δ H = Σ E_{zer} - Σ E_{u tw}$; zakres rozszerzony; gdzie:
$Δ H$ entalpia reakcji obliczona z energii wiązań $kJ/mol$
$Σ E_{zer}$ suma energii wiązań zerwanych w substratach $kJ/mol$
$Σ E_{u tw}$ suma energii wiązań utworzonych w produktach $kJ/mol$
Strona wzoru: przekształcenia i jednostki

Entalpia swobodna

entalpia swobodna (energia Gibbsa): $Δ G = Δ H - T Δ S$; studia (I–II rok); gdzie:
$Δ G$ zmiana entalpii swobodnej (ujemna: reakcja samorzutna) $kJ/mol$
$Δ H$ zmiana entalpii reakcji $kJ/mol$
$T$ temperatura w skali Kelvina $K$
$Δ S$ zmiana entropii reakcji (w tablicach często w J/(mol·K): przelicz na kJ) $kJ/ (mol \cdot K)$
Strona wzoru: przekształcenia i jednostki
entalpia swobodna a stała równowagi: $Δ G^{\circ} = - RT ln K$; studia (I–II rok); gdzie:
$Δ G^{\circ}$ standardowa entalpia swobodna reakcji $J/mol$
$R$ stała gazowa, ok. 8,314 $J/ (mol \cdot K)$
$T$ temperatura w skali Kelvina $K$
$K$ stała równowagi reakcji (termodynamiczna, bez jednostki)
Strona wzoru: przekształcenia i jednostki

Ciepło reakcji

ciepło reakcji dla n moli substancji: $Q = n \cdot ∣Δ H_{m} ∣$; zakres rozszerzony; gdzie:
$Q$ ciepło wydzielone albo pochłonięte $kJ$
$n$ liczba moli substancji $mol$
$Δ H_{m}$ molowa entalpia przemiany tej substancji (np. spalania) $kJ/mol$
Strona wzoru: przekształcenia i jednostki

Prawa i uwagi

Znak ΔH

ΔH < 0: reakcja egzoenergetyczna, układ oddaje ciepło otoczeniu. ΔH > 0: reakcja endoenergetyczna, układ pobiera ciepło. Entalpia tworzenia pierwiastka w stanie standardowym (np. O₂, C grafit) jest równa zeru.

Prawo Hessa

ΔH reakcji nie zależy od drogi, tylko od stanu początkowego i końcowego. Gdy równania etapów dodajesz, dodajesz ich ΔH; gdy równanie odwracasz, ΔH zmienia znak; gdy mnożysz równanie przez liczbę, mnożysz też ΔH.

Energie wiązań

Zerwanie wiązania pochłania energię, utworzenie wiązania ją oddaje. Tablice podają średnie energie wiązań, więc ΔH obliczone z nich jest przybliżone.

Symbole i jednostki

symbol	znaczenie	jednostka	nazwa
$Δ H^{\circ}$	standardowa entalpia reakcji (na mol reakcji, tak jak zapisano równanie)	$kJ/mol$	kilodżul na mol
$Σ n Δ H_{tw, p}^{\circ}$	suma entalpii tworzenia produktów (p), każda razy współczynnik stechiometryczny n	$kJ/mol$	kilodżul na mol
$Σ n Δ H_{tw, s}^{\circ}$	suma entalpii tworzenia substratów (s), każda razy współczynnik stechiometryczny n	$kJ/mol$	kilodżul na mol
$Δ H_{1}^{\circ}$	entalpia pierwszego etapu	$kJ/mol$	kilodżul na mol
$Δ H_{2}^{\circ}$	entalpia drugiego etapu (równania etapów sumują się do równania reakcji)	$kJ/mol$	kilodżul na mol
$Δ H$	entalpia reakcji obliczona z energii wiązań	$kJ/mol$	kilodżul na mol
$Σ E_{zer}$	suma energii wiązań zerwanych w substratach	$kJ/mol$	kilodżul na mol
$Σ E_{u tw}$	suma energii wiązań utworzonych w produktach	$kJ/mol$	kilodżul na mol
$Q$	ciepło wydzielone albo pochłonięte	$kJ$	kilodżul
$n$	liczba moli substancji	$mol$	mol
$Δ H_{m}$	molowa entalpia przemiany tej substancji (np. spalania)	$kJ/mol$	kilodżul na mol
$Δ G$	zmiana entalpii swobodnej (ujemna: reakcja samorzutna)	$kJ/mol$	kilodżul na mol
$Δ S$	zmiana entropii reakcji (w tablicach często w J/(mol·K): przelicz na kJ)	$kJ/ (mol \cdot K)$	kilodżul na mol razy kelwin
$T$	temperatura w skali Kelvina	$K$	kelwin
$Δ G^{\circ}$	standardowa entalpia swobodna reakcji	$J/mol$	dżul na mol
$R$	stała gazowa, ok. 8,314	$J/ (mol \cdot K)$	dżul na mol razy kelwin
$K$	stała równowagi reakcji (termodynamiczna, bez jednostki)	$-$	bez jednostki

Oznaczenia

zakres rozszerzony: matura z chemii jest tylko na poziomie rozszerzonym
studia (I–II rok): wzór z pierwszych dwóch lat studiów technicznych, poza programem szkoły
wzór kluczowy: najczęściej potrzebny na sprawdzianach i maturze; zakreślony na ekranie, z gwiazdką na wydruku

Zakres wynika z wymagań podstawy programowej; numery wymagań są na stronie każdego wzoru.