엔탈피,enthalpy

기호 $H$

'열함량' 정도

특정 온도와 압력에서, 어떤 물질이 가지는 고유한 에너지 함량.
특정 온도,temperature와 압력,pressure에서, 어떤 물질,substance,matter이 가지는 고유한 에너지,energy 함량.
열역학적 상태함수,state_function의 하나로, 계가 어떤 열역학적 상태(thermodynamic state)에서 지니고 있는 열에너지.
그 계가 지닌 열에너지의 총량.

크기성질임. (소비된 반응물 양에 정비례)

정의:
H = E + PV
엔탈피 = 내부에너지 + 압력 × 부피

H = U + PV
엔탈피(H)는 내부에너지(U)에 압력(P)와 부피(V)의 곱을 더한 것. (이 셋은 모두 상태함수임)
U : 내부에너지,internal_energy

물리학백과:
H = U + pV
여기서
H : 계의 엔탈피
U : 계의 내부에너지,internal_energy
p : 계의 압력,pressure
V : 계의 부피,volume
pV : 계가 외부에 대한 일,work의 양

밀접: 화학 반응에서의 열,heat
엔탈피 변화 시 발열, 흡열

보통 직접 측정할 수 없고, 화학 반응에서 열의 변화(출입하는 열에너지)를 통해 간접적으로 측정
// tmp from 물리학백과
{
절대적인 엔탈피 값(본문엔 '엔탈피의 절댓값'이라 하나 이는 abs(H) 랑 혼돈의 여지가 있을 것 같은?)
$H$
는 실험으로 측정할 수 없으나, 열역학적 퍼텐셜에너지,potential_energy(열역학퍼텐셜,thermodynamic_potential)의 한 종류이므로, 어떤 기준점을 임의로 설정하고 그 기준점으로부터의 차이,difference
$\Delta H$
가 물리적으로 의미가 있다.
}

반응 엔탈피 (enthalpy of reaction) = 반응열 (heat of reaction) ΔH, ΔHrxn 반응열,heat_of_reaction
관련 반응을 명시해야 함 (단어 의미상 당연히)
물질 상태도 명시해야 함 (ex. 생성물이 (g)인지 (ℓ)인지에 따라 당연히 값이 달라짐)
ΔH < 0 : 엔탈피 감소 : 반응이 발열반응 : 안정해짐 - 자발적인 경우가 많음
ΔH > 0 : 엔탈피 증가 : 반응이 흡열반응 : 불안정해짐 - 비자발적인 경우가 많음
정반응의 ΔH와 역반응의 ΔH는 크기는 같고 부호,sign는 반대

쉬운 예
물의 융해 엔탈피 : 얼음이 녹음 : 열을 흡수 : ΔH융해 > 0
연료의 연소 엔탈피 : 열을 발생(방출) : ΔH연소 < 0

주의할 점 [http]src
1. 엔탈피 값은 압력, 온도에 따라 다르다.
따라서 기준 상태를 정해주는 것이 중요하다. 표준상태란 1 atm, 25 °C 일 때를 말한다. 표준상태에서의 엔탈피를 표준엔탈피라 하고, H°로 표시한다.

2. 엔탈피는 상태함수이다.
(상태함수: 계가 특정 상태에 있으면 어떤 경로를 통해 그 상태에 도달하였는지 상관없는 성질)
(경로함수: 어떤 과정을 거치는지에 따라 값이 달라지는 성질)
참고로 열(q), 일(w)은 경로함수지만, 그 합인 내부에너지변화(ΔE)는 상태함수로서, 경로에 상관없이 같다.

3. 엔탈피는 세기성질이다.
(세기성질: 크기가 물질의 양에 비례하는 성질)
(크기성질: 물질의 양이 변해도 크기에 변화가 없는 성질 ex. 밀도)




[edit]

1. from ebs; to merge

엔탈피(H): 일정한 압력에서, 어떤 물질이 가지고 있는 고유한 총 에너지 함량

절대값을 정확하게 측정하는 것은 불가능하지만 반응열을 측정하면 물질이 가진 엔탈피의 차이를 알 수 있음

일정 압력에서 열의 출입은 엔탈피의 변화(ΔH)

반응열(Q): ΔH와 절대값은 같고 부호는 반대

반응엔탈피(ΔH)
= (생성물질의 총 엔탈피) - (반응물질의 총 엔탈피)
= ΣH(생성물질) - ΣH(반응물질)

생성엔탈피
: 어떤 물질 1몰이 성분 원소의 가장 안정한 원소로부터 생성될 때의 반응엔탈피

표준생성엔탈피
: 1기압에서의 생성엔탈피
단위 kJ/mol
다른 모든 enthalpy도 마찬가지??

반응엔탈피/분해엔탈피
: 어떤 물질 1몰이 가장 안정한 성분 원소로 분해될 때의 반응엔탈피
생성엔탈피와 절대값 같고 부호 반대

반응엔탈피/연소엔탈피
: 어떤 물질 1몰이 완전연소하여 가장 안정한 생성물이 될 때의 반응엔탈피
연소반응은 항상 발열반응이므로, 연소엔탈피(ΔH)는 항상 (-)값

반응엔탈피/중화엔탈피
: 산의 H+(aq) 1몰과 염기의 OH-(aq) 1몰이 중화반응하여 1몰의 H2O(l)이 생성될 때의 반응엔탈피
중화엔탈피는 반응하는 산과 염기의 종류에 관계 없이 일정
related: 알짜이온반응식

반응엔탈피/용해엔탈피
: 어떤 물질 1몰이 다량의 물에 용해될 때의 반응엔탈피


(EBS)

[edit]

2. from zum; to merge

엔탈피
표준엔탈피 H°
25 ℃, 1기압에서의 엔탈피 값
반응엔탈피 ΔH
일정한 압력에서, 화학 반응이 일어날 때의 엔탈피 변화
반응엔탈피 = 생성물의 엔탈피 합 - 반응물의 엔탈피 합
ΔH = ΣH생성물 - ΣH반응물

반응열(Q)과 반응엔탈피(ΔH)
반응열 : 반응물의 엔탈피 합에서 생성물의 엔탈피 합을 뺀 값
Q = ΣH반응물 - ΣH생성물
반응열 = (반응물의 엔탈피 합) - (생성물의 엔탈피 합)

일정한 압력에서, 반응열(Q)과 반응엔탈피(ΔH)는 부호 반대임
Q = -ΔH

반응열 반응엔탈피
발열반응 Q>0 ΔH<0 반응물보다 생성물이 더 안정함 주위 온도가 올라감
흡열반응 Q<0 ΔH>0 생성물보다 반응물이 더 안정함 주위 온도가 내려감


Up: 열,heat


[edit]

3. 반응열 Q

아래 ΔH와 부호만 반대

[edit]

4. 엔탈피 변화 (AKA 반응엔탈피) ΔH


엔탈피 변화(ΔH) = (생성 물질의 엔탈피) - (반응 물질의 엔탈피)

ΔH = ΔE + Δ(PV)
여기서 Δ(PV) = (PΔV + VΔP) 이므로,
ΔH = ΔE + PΔV + VΔP - how? CHK
P-V일 이외의 다른 일이 관여하지 않는다면 ΔE = Q - PΔV이므로
ΔH = Q + VΔP





반응엔탈피(ΔH) = 엔탈피변화(ΔH)
= (생성물의 엔탈피 합) - (반응물의 엔탈피 합)
= ΣH생성물 - ΣH반응물

발열 반응 발열과정 exothermic ΣH반응물 > ΣH생성물 ΔH<0 계의 엔탈피 감소 주위의 엔탈피 증가
흡열 반응 흡열과정 endothermic ΣH반응물 < ΣH생성물 ΔH>0 계의 엔탈피 증가 주위의 엔탈피 감소

엔탈피변화는 처음 상태에서 다른 상태로 어떤 경로를 통해 갔는지에 상관없이 같다. (경로함수,path_function가 아니라 상태함수,state_function)


[edit]

5. 표준 엔탈피 H°

기호 H°

엔탈피는 온도/압력에 따라 달라지는데, 표준엔탈피는 1 atm, 지정된 온도(일반적으로 25 °C)일 때의 엔탈피

[edit]

6. 표준 반응 엔탈피 ΔH­°r

ΔH­°r
1기압 하에서 일어나는 반응의 엔탈피 변화량

표준 반응 엔탈피 = (생성물의 표준 생성 엔탈피 합) - (반응물의 표준 생성 엔탈피 합)

[edit]

7. 표준 생성 엔탈피 (AKA 표준생성열) standard enthalpy of formation ΔH­°f


기호: 여기서 문자를 위아래로 wiki syntax로 쓰는 방법이 없는데 ( $\Delta H_f^{\circ}$ 는 되지만 )
ΔH­°f 인가,
ΔH­f° 인가?
°(degree)인가 0(superscript zero)인가?

1기압에서 어떤 화합물 1몰이 그 화합물을 구성하고 있는 성분 원소의 가장 안정한 상태에서 생성될 때의 반응 엔탈피

1 atm에서, 각 원소로부터 1 mol의 화합물을 생성할 때 열의 변화

  • °: 표준상태(1 atm)의 조건이라는 뜻
  • f: 생성(formation)을 뜻함

가장 안정한 상태에 있는 모든 원소들의 표준생성엔탈피는 0

엔탈피 표현식에서 기준점(0 kJ/mol) 역할을 하는듯..........CHK

ΔH­f°(C, 흑연) = 0
ΔH­f°(C, 다이아몬드) = 1.90 kJ/mol

ΔH­반응° = ΣΔH­f°(생성물) - ΣΔH­f°(반응물)

ex. 반응식이 a A + b B → c C + d D 일 경우
ΔH­반응° = (c ΔH­f°(C) + d ΔH­f°(D)) - (a ΔH­f°(A) + b ΔH­f°(B))

[edit]

7.1. ΔH­f°를 구하는 두 방법

1. 직접법
: 원소로부터 쉽게 합성할 수 있는 화합물의 반응 엔탈피에서 구함

ex. 이산화탄소의 생성엔탈피는, 표준상태 흑연과 산소분자가 표준상태의 이산화탄소로 될 때의 반응엔탈피

C(흑연) + O2(g) → CO2(g) ..... ΔH반응° = -393.5 kJ/mol
ΔH­f°(C, 흑연) = ΔH­f°(O2, g) = 0 (이 둘은 안정하므로)
ΔH반응° = ΔH­f°(CO2, g) - (ΔH­f°(C, 흑연) + ΔH­f°(O2, g)) = -393.5 kJ/mol
ΔH­f°(CO2, g) = -393.5 kJ/mol

.......너무 잡다한 것을 적은 듯..........

2. 간접법
: 많은 화합물은 원소로부터 직접 합성 불가: 헤스의 법칙으로 계산




[edit]

8. 결합엔탈피 bond enthalpy

BE, ΔHB

기체상에서 결합 1몰이 끊어질 때 일어나는 엔탈피의 변화 CHK
기체상에서 결합 1몰을 끊기 위해 필요한 에너지 = 결합 해리 에너지

기체 분자 1 mol에서, 특정 결합을 끊을 때 필요한 엔탈피 변화량
H2(g) → H(g) + H(g) .... ΔH° = 436.4 kJ

결합엔탈피는
단일결합 < 이중결합 < 삼중결합

평균결합엔탈피 (다원자 분자 결합에 대해) 가 있음

반응엔탈피를 평균결합엔탈피로 추정 가능
ΔH° = Σ BE(반응물) - Σ BE(생성물)
= (투입된 전체 에너지) - (방출한 전체 에너지)

[edit]

9. 반응엔탈피 enthalpy of reaction


반응열과 같은건가 아님 부호반대인가??????

기호: ΔH, ΔHrxn (rxn = reaction)

반응엔탈피 = ΣH생성물 - ΣH반응물

생성물의 엔탈피 - 반응물의 엔탈피 (차이,difference)
ΔH = H(생성물) - H(반응물)

ΔH = 일정 압력 하에서 반응 중에 방출하거나 흡수하는 열

흡열반응
0 °C, 1 atm에서 얼음 1 mol이 녹아 물이 될때
H2O(s) → H2O(l)
ΔH = 6.01 kJ/mol
(계가 열을 흡수) = (흡열) = (ΔH > 0)

발열반응
0 °C, 1 atm에서 물 1 mol이 얼음이 될때
H2O(l) → H2O(s)
ΔH = -6.01 kJ/mol
(계가 열을 방출) = (발열) = (ΔH < 0)


다음 반응물/생성물 앞뒤가 반대임에 주의!

결합에너지로 구하는 방법
ΔH반응 = Σ 반응물결합E - Σ 생성물결합E

표준생성엔탈피로 구하는 방법
ΔH반응 = Σ ΔHf°(생성물) - Σ ΔHf°(반응물)

from https://youtu.be/E0UobzUe8Jc 30m


어원: 그리스어 enthalpein(따뜻하게 함)에서