第6章:化学変化と熱(1)熱化学方程式

こんにちは<Frank>です。

今回の<熱化学方程式>ではモルや式量、ジュールを活用しての計算
が楽しかったです。塩素(Cl)の同位体の復習にもなりました。

1.反応熱
反応熱は、化学反応が起こるときに放出または吸収される熱エネルギ
ーのことを指します。反応が進む過程でエネルギーの変化が伴うため、
反応熱はその変化の量を示します。反応熱はエネルギーの保存則に基
づいて計算され、次のように分類されます。

1)発熱反応 (Exothermic Reaction)
  反応が進むと熱が放出される反応。例えば、燃焼反応がこれに該
  当します。
2)吸熱反応 (Endothermic Reaction)
  反応が進むと熱が吸収される反応。例えば、氷が溶ける過程がこ
  れに該当します。

反応熱は通常、kJ(キロジュール)単位で表されます。

2.熱化学方程式
熱化学方程式は、化学反応の化学方程式に反応熱の情報を付加したも
のです。具体的には、反応式の後に反応熱を付記することで、反応に
伴う熱の変化を明示します。

(例)
C(s) + O2(g) → CO2(g)Δ𝐻 = −393.5 kJ

ここで Δ𝐻 は反応熱を示しており、この例では燃焼反応が進むと393.5 kJ
の熱が放出されることを意味します(負の符号は発熱反応を示します)。

【注】化学式で物質の状態を示す場合、以下のような記号を使います。

(s) : 固体 (solid)
(l) : 液体 (liquid)
(g) : 気体 (gas)
(aq) : 水溶液 (aqueous solution)/aqueous [éikwiəs; ǽkwiəs]。

3.色々な反応熱
化学反応には様々なタイプがあり、それぞれに対応する反応熱があり
ます。いくつかの主要な例を以下に示します。

1)生成熱 (Heat of Formation)
  化合物がその成分元素から生成されるときの反応熱。標準生成熱
  は、標準状態(通常は25℃、1気圧)での生成熱を指します。

  H2(g) + (1/2)・O2(g) → H2O(l)Δ𝐻𝑓 = −285.8 kJ/mol

2)燃焼熱 (Heat of Combustion)
  物質が酸素と反応して完全燃焼する際の反応熱。燃焼熱も通常標
  準状態で測定されます。

  CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)Δ𝐻𝑐 = −890.3 kJ/mol

3)中和熱 (Heat of Neutralization)
  酸と塩基が中和反応を起こして水と塩を生成する際の反応熱。強
  酸と強塩基の中和反応では、ほぼ一定の値を示します。

  HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)Δ𝐻𝑛𝑒𝑢𝑡 ≈ −57.3 kJ/mol

4)溶解熱 (Heat of Solution)
  物質が溶媒に溶ける際の反応熱。物質の種類と溶媒の種類によっ
  て溶解熱の値は異なります。

これらの反応熱の知識を基に、様々な化学反応のエネルギー変化を定
量的に理解することができます。

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Frank

■ 兵庫県立神戸商科大学・商経学部経済学科卒。総合商社勤務後、国際ビジネスコンサルタントとして独立。北米・中南米・オセアニア・東南アジア・欧州・アフリカ諸国等での駐在、インターナショナル・マイクロエレクトロニクス・アンド・システムズ国際会議での講演、米国および台湾新竹縣シリコンバレーでの表面実装技術テクニカル・アドバイザー、米国直接投資に関わる国際訴訟問題解決のためのアイスブレーカー、レザービジネスでの貿易顧問、木材輸入業での商談等、数多くのグローバルビジネスの経験を積む。■ ビジネスコンサルティングに従事する傍ら、国連英検(UNATE)特A級・ビジネス英検(BEST)A級・ボランティア通訳検定(V通検)A級・看護英語試験(TOPEC)満点・日商ビジネス英検1級・観光英検1級・全商英検1級・英単語検定(単検)1級・実用英語技能検定(英検®)1級・通訳案内業国家資格を含む英語資格十冠を達成。イーラーニング講座開講後、ズーム・スカイプレッスンとの相乗効果で英検®1級合格者72名、全国通訳案内士国家試験合格者47名、TOEIC®990満点取得者6名やその他英語資格取得者を多数輩出。■《英会話講師への登龍門》として定着した筆者開講の[実践英語の達人クラス]では、プロの英会話講師や大学教授・講師、塾講師も受講。20名以上の上級英会話講師を育成。■ goodbook出版主催の《2008年度出版登龍門》にて短編ラブロマンス小説『離れられなくなっちゃう』がグランプリ(大賞)を受賞、2009年1月商業出版にてデビュー。2012年5月には同じく商業出版にて長編社会派ミステリー小説『謎のルージュ』を出版。現在ペーパー版・Kindle版を合わせ全14作をアマゾンにて好評発売中。■ 趣味はバイクツーリング。メガツアラーの[Suzuki/GSX-1300R Hayabusa]を駆り、全国の海岸線を周遊。孤高の旅を満喫する。

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