المعادلات الكيميائية الحرارية

بالنسبة إلى التفاعل الكيميائي (النظام) الذي يتم عند ضغط ثابت – مع العمل الوحيد الذي يتم نتيجة التوسع أو الانكماش – فإن المحتوى الحراري للتفاعل (الذي يسمى أيضاً حرارة التفاعل، ΔH_rxn) يساوي الحرارة التي يتم تبادلها مع المحيط (q_p).

إن التغير في المحتوى الحراري هو خاصية شاملة، ويعتمد على كميات المواد المتفاعلة المشاركة في التفاعل (أو عدد المولات للمواد المتفاعلة). إن التغير في المحتوى الحراري خاص بالتفاعل، والحالات الفيزيائية لأنواع المادة المتفاعلة والمنتجات مهمة. يتميز التفاعل الطارد للحرارة بـ −ΔH_rxn، بينما يكون للتفاعل الماص للحرارة +ΔH_rxn value. 

نظراً لأن كمية الحرارة التي يتم إطلاقها أو امتصاصها بواسطة التفاعل تتطابق مع كمية كل مادة يتم استهلاكها أو إنتاجها بواسطة التفاعل، فمن الملائم استخدام معادلة كيميائية حرارية لتمثيل التغيرات في كل من المادة والطاقة. في المعادلة الكيميائية الحرارية، يظهر التغير في المحتوى الحراري للتفاعل على أنه ΔH_rxn، ويتم تقديمه بشكل عام بعد معادلة التفاعل. يشير مقدار تكوّن ΔH_rxn  إلى مقدار الحرارة المرتبطة بالتفاعل الموضح في المعادلة الكيميائية. تشير علامة ΔH_rxn إلى ما إذا كان التفاعل طارد للحرارة أو ماص للحرارة، كما هو مكتوب. في المعادلة التالية، يتفاعل مول واحد من غاز الهيدروجين ونصف مول من غاز الأكسجين (عند درجة حرارة وضغط معينة) لتكوين مول واحد من الماء السائل (بنفس درجة الحرارة والضغط).

تشير هذه المعادلة إلى أن 286 كيلوجول من الحرارة قد تم  تحريرها في المحيط. بمعنى آخر، يتم  إطلاق 286 كيلوجول من الحرارة (التفاعل طارد للحرارة) لكل مول من الهيدروجين يتم استهلاكه أو لكل مول من الماء الذي يتم إنتاجه. وبالتالي، فإن المحتوى الحراري للتفاعل هو عامل تحويل يمكن استخدامه لحساب كمية الحرارة التي يتم إطلاقها أو امتصاصها أثناء التفاعلات التي تتضمن كميات محددة من المواد المتفاعلة والمنتجات.

إذا تم ضرب معاملات المعادلة الكيميائية في عامل ما (أي، إذا تم تغيير مقدار المادة)، فيجب ضرب التغير في المحتوى الحراري في هذا العامل نفسه.

(زيادة بمقدار الضعف)

(انخفاض الكميات بمقدار الضعف)

لتوضيح أن التغير في المحتوى الحراري للتفاعل يعتمد على الحالات الفيزيائية للمواد المتفاعلة والنواتج، فكر في تكوّن الماء الغازي (أو بخار الماء). عندما يتفاعل مول واحد من غاز الهيدروجين و ½ مول من غاز الأكسجين لتكوين مول واحد من الماء الغازي، يتم إطلاق 242 كيلوجول فقط من الحرارة، مقابل 286 كيلوجول من الحرارة، التي يتم إطلاقها عندما يتكوّن الماء السائل.