2.2: אנתלפיה וחום תגובה

בעירה, המכונה בדרך כלל שריפה, היא תגובה שבה חומר מגיב עם חומר מחמצן, שברוב המקרים הוא חמצן מולקולרי, כדי לשחרר אנרגיה בצורת חום, אור או קול. חום הבעירה ידוע גם בתור אנתלפיה של בעירה. האנרגיה המשתחררת כאשר מול אחד של חומר עובר בעירה מלאה בלחץ קבוע נקראת חום בעירה מולארי. תגובות בעירה הן אקסותרמיות; כלומר, הן משחררות אנרגיה, והמוסכמה שלהם בסימן ΔH שלילית.

בשנת 1772 גילה הכימאי הצרפתי אנטואן לבואזיה כי תוצרי הגופרית השרופה שוקלים יותר מהמסה הראשונית של המגיב. הוא הניח שגופרית משולבת עם אוויר, מה שהביא לעלייה במשקל. מאוחר יותר, גילוי ה"חמצן" של ג'וזף פריסטלי ב-1774, כמרכיב באוויר, הוביל את לבואזיה להאמין שגופרית משתלבת עם חמצן באוויר, מה שמוביל לעלייה במסה שלו. הוא הגיע למסקנה שבעירה פירושה שילוב עם חמצן. במילים אחרות, גופרית עברה בעירה.

דוגמאות לתגובות בעירה כוללות שריפת דלקים פחמימניים כמו גז טבעי ופחם. במקרה של תגובות בעירה המערבות פחמימנים, כמות האנרגיה המשתחררת משתנה בהתאם לסוג הדלק שעובר בעירה.

לדוגמה, בעירה של גז טבעי, מתאן (CH ₄ ), הניתנת על ידי התגובה:

מייצרת פחות אנרגיית חום מזו של בוטאן (C ₄ H ₁₀ ), הניתנת על ידי התגובה:

לפיכך, מספר מולקולות החמצן הנדרשות לבעירת הפחמימנים ומספר המולקולות של כל תוצר שנוצר תלויים בהרכב הפחמימנים.

חום הבעירה שולט ביציבות היחסית של פחמימנים מסועפים עם אותה נוסחה מולקולרית. ההבדל במבנה נוצר עקב קבוצות מתיל המחוברות במיקומים שונים לאורך שרשרת הפחמימנים. כמות אנרגיית החום המשתחררת יורדת עם הגדלת ההסתעפות, כאשר ה-2,2-dimethylhexane המסועף מאוד מייצר אנרגיה נמוכה בהשוואה לאוקטן. לפיכך, אוקטן לא מסועף פחות יציב ממקבילו המסועף.