Enthalpie et chaleur de réaction

L’enthalpie, abrégée H, est égale à la somme de l’énergie interne, abrégée E ou U, et du produit de la pression et du volume.

La variation d’enthalpie, ΔH, est exprimée comme la différence entre les enthalpies des produits et les réactifs. À température et pression constantes, ΔH est égal à la quantité d’énergie thermique échangée entre le système et l’environnement, ou à la chaleur de la réaction.

Lorsque ΔH est positif, les réactions absorbent la chaleur et sont endothermiques. Si ΔH est négatif, les réactions libèrent de la chaleur et sont exothermiques.

La combustion est un exemple de processus exothermique, où une substance brûle en présence d’un oxydant comme l’oxygène atmosphérique pour libérer de l’énergie sous forme de chaleur.

La chaleur dégagée est quantifiée comme la chaleur molaire de combustion, qui est la quantité d’énergie thermique libérée lors de la combustion d’une mole d’une substance.

Lorsqu’un hydrocarbure brûle, le carbone et l’hydrogène du carburant se combinent avec de l’oxygène moléculaire pour produire de l’eau et du dioxyde de carbone, ainsi que la libération d’énergie.

La valeur de la chaleur de combustion d’un hydrocarbure augmente avec le nombre d’atomes de carbone dans la chaîne, car plus de carbone est disponible pour la combustion et plus de liaisons subissent des changements.

Par exemple, la combustion du méthane, un composé à un seul atome de carbone, génère moins d’énergie thermique que celle du butane, qui a quatre atomes de carbone.

La chaleur de combustion est un moyen essentiel de déterminer la stabilité relative des hydrocarbures ayant la même formule moléculaire mais des structures différentes.

Considérez les chaleurs de combustion de l’octane, du 2-méthylheptane et du 2,2-diméthylhexane.

Ces composés ont le même nombre d’atomes de carbone, mais les groupes méthyle sont attachés à des positions différentes dans chaque molécule.

L’octane a la plus grande chaleur de combustion. Au fur et à mesure que la ramification augmente, le ΔH diminue, ce qui suggère que la ramification augmente la stabilité d’un hydrocarbure.