Standaardformatie-enthalpie

De enthalpie-verandering van een reactie kan worden gemeten met een calorimeter, of het kan worden gevonden door het verschil in enthalpie tussen de reactanten en de producten te berekenen. De absolute enthalpie van de reactanten en producten kunnen echter niet rechtstreeks worden gemeten;daarom gebruiken chemici over het algemeen de verandering in enthalpie, of delta H, ten opzichte van een referentiestof in een overeengekomen standaardtoestand. De standaardtoestand wordt bepaald door een specifieke reeks voorwaarden.

Dit omvat een ingestelde temperatuur, meestal 25 graden Celsius of 298 Kelvin, en een constante druk van 1 bar voor gassen. Voor oplossingen is de standaardtoestand een 1 molaire concentratie van een zuivere opgeloste stof in een oplosmiddel. De standaardtoestand voor een stof omvat ook de fysische toestand van de stof waarin de stof onder deze omstandigheden voorkomt.

Bijvoorbeeld natriumchloride als vaste stof, kwik als vloeistof of helium als gas. Als een element onder deze omstandigheden in meer dan één vorm voorkomt, wordt de meest stabiele vorm van het element gedefinieerd als de standaardtoestand. Koolstof kan bijvoorbeeld bestaan als grafietkristallen of als diamant, maar grafiet is de meest stabiele vorm en daarom de standaardtoestand van koolstof.

Wanneer elementen in hun standaardtoestanden combineren om 1 mol van een zuivere verbinding te vormen, wordt de enthalpie van de reactie standaard enthalpie of standaard vormingswarmte genoemd. Dit wordt aangeduid met delta H nul, subscript f, waarbij nul de standaardtoestanden van de samenstellende elementen aangeeft, terwijl f de vorming aangeeft. De standaard vormingsenthalpie voor zuivere elementen onder standaardtoestandsomstandigheden is altijd nul omdat er geen reactie is, en dus geen verandering in enthalpie, wanneer het element zich al in de standaardtoestand bevindt.

De waarden van de standaard vormingsenthalpie in kilojoules per mol voor een verbinding zijn te vinden in referentietabellen. Deze stoffen omvatten elementen in niet-standaardtoestanden, zoals gasvormig natrium en verbindingen zoals natriumchloride. De standaard enthalpie-verandering van een reactie kan worden berekend uit het verschil tussen producten en reactanten, die op hun beurt kunnen worden berekend met behulp van de enthalpie-waarden uit de referentietabel.