Entalpiendringer – forstå energi i kjemiske reaksjoner

Hva skjer egentlig med energien når stoffer reagerer med hverandre? For å svare på det, må vi forstå begrepet entalpi og hvordan det endrer seg i kjemiske prosesser. I denne artikkelen går vi gjennom hva entalpi er, og ser på tre viktige typer entalpiendringer: dannelsesentalpi, reaksjonsentalpi og bindingsentalpi.

Hva er entalpi (H)?

Entalpi er et mål på energiinnholdet i et stoff eller et system. Den beskriver hvor mye energi som er bundet i kjemiske bindinger og varmeenergi. I kjemien bruker vi entalpi til å forstå hvordan energi overføres mellom stoffer når reaksjoner skjer.

Entalpien til et system defineres som summen av den indre energien (U) og det arbeidet gassene i systemet gjør på omgivelsene.

Vi skriver entalpi som H, og måler den i kilojoule (kJ).

I kjemiske reaksjoner er det likevel ikke den absolutte entalpien som betyr mest, men endringen i entalpi, altså entalpiendringen (ΔH). Det er denne som forteller om reaksjonen avgir eller tar opp varme.

Hva betyr entalpiendring (ΔH)?

Entalpiendringen forteller oss hvor mye varme som blir tatt opp eller avgitt når en kjemisk reaksjon skjer ved konstant trykk.

• Dersom ΔH er negativ, frigjøres varme til omgivelsene → reaksjonen er eksoterm.

• Dersom ΔH er positiv, tas varme opp fra omgivelsene → reaksjonen er endoterm.

Med andre ord: ΔH sier oss om reaksjonen avgir eller krever energi for å skje.

Tre typer entalpiendringer

I kjemien jobber vi ofte med tre spesifikke typer entalpiendringer:

1. Dannelsesentalpi (ΔHf)

Dannelsesentalpi er entalpiendringen som skjer når 1 mol av et stoff dannes fra grunnstoffene i sin normaltilstand.

Normaltilstand betyr den mest stabile formen stoffet har ved 25 °C og 1 atm trykk.

Vi bruker symbolet ΔHf for dannelsesentalpi (der f står for formation).

2. Reaksjonsentalpi (ΔHreaksjon)

Reaksjonsentalpi er et mål på total energi som tas opp eller frigjøres i en kjemisk reaksjon.

For å finne reaksjonsentalpien bruker vi dannelsesentalpiene for reaktanter og produkter:

ΔHreaksjon = ΔHf(produkter) – ΔHf(reaktanter) 

Resultatet forteller oss om reaksjonen er eksoterm eller endoterm.

3. Bindingsentalpi

Bindingsentalpi er energien som kreves for å bryte en binding – eller som frigjøres når bindingen dannes.

Bindingsentalpien gir et omtrentlig bilde av energiendringen i en reaksjon, og kan brukes når vi ikke har tilgang på tabellverdier for dannelsesentalpi.

Det er likevel viktig å være klar over at metoden er mindre nøyaktig, siden den ikke tar hensyn til molekylets fulle struktur, faseendringer eller spesifikke forhold. Verdier for bindingsentalpier finner du også i formelheftet.

Hvorfor er entalpiendringer viktige?

Entalpiendringer lar oss forutsi hvordan energi flyter i en reaksjon. Ved å se på ΔH kan vi vite om en prosess frigjør energi (eksoterm) eller krever energi (endoterm).

Dette er avgjørende i alt fra forbrenningsreaksjoner og fotosyntese, til energioverføring i batterier og kjemiske prosesser i kroppen.

Vi har også flere andre artikler hvor du kan lære om sentrale temaer innenfor faget Kjemi 1.

• Hva er pH?
• Balansering av reaksjonslikninger

Vil du lære mer om entalpi og Kjemi 1?

Dette var bare en introduksjon til entalpi og hvordan den fungerer. I vårt digitale undervisningsopplegg finner du komplette videoleksjoner, forklaringer og oppgaver som hjelper deg å forstå hele pensum. Du kan prøve faget gratis og se selv hvordan vi gjøre kjemi 1 enklere og mer oversiktlig.

Ønsker du å lære mer? Sjekk ut våre fag og undervisning i Kjemi 1!