Reactie-enthalpie

Bij een reactie zijn de enthalpiewaarde van de grondstoffen, de reactanten, anders dan die van de producten. De totale hoeveelheid enthalpie in de reactanten kan hoger of lager zijn dan de totale hoeveelheid enthalpie in de producten. Het verschil tussen de hoeveelheid enthalpie in de reactanten voordat de reactie plaatsvindt en de hoeveelheid enthalpie in de producten (en misschien ook nog wat reactanten) na afloop van de reactie wordt de reactie-enthalpie genoemd. In formulevorm:

Δ_rH = ΣH_producten - ΣH_reactanten

Let op: een "Δ" betekent altijd "uit" min "in" oftewel: "producten" min "reactanten".

Als de Δ_rH negatief is, is er sprake van een afname in enthalpie. Deze hoeveelheid enthalpie komt vrij als warmte en de reactie wordt dan exotherm genoemd. Wanneer er door het systeem geen arbeid wordt verbruikt of geproduceerd maar alleen warmte wordt uitgewisseld met de omgeving, geldt er:

$$ \Δ_{\r}H = Q $$
NB: Volgens bovenstaande vergelijking is Q een negatief getal bij een exotherme reactie. Bij het vak TB242E, Processen in de energiesector, wordt hier verder op ingegaan. Bij dit vak nemen we voor de vrijkomende warmte de absolute waarde van de reactie-enthalpie, ofwel:

$$ Q = |\Δ_{\r}H| $$

Verbrandingsreacties zijn exotherme reacties. Voor de verbranding van waterstof en methaan met zuivere zuurstof geldt bijvoorbeeld:

H₂ + 1/2 O₂ → H₂O       Δ_rH = -119,9 MJ/kg H₂

CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O      Δ_rH = -50 MJ/kg CH₄

De reactie-enthalpie van een verbranding wordt ook wel verbrandingsenthalpie of verbrandingswarmte genoemd. De hoeveelheid energie die vrijkomt bij de verbranding van een brandstof kan worden uitgedrukt in LHV en HHV.

Wanneer een reactie-enthalpie onbekend is, kan deze door toepassing van de wet van Hess berekend worden uit de vormingsenthalpieën van de reactanten en producten.