本文「エンタルピー」で述べたように、各物質が示すエンタルピー (H) を計算することはできません。したがって、エンタルピーではなく、プロセスのエンタルピー変化 (ΔH)を計算するのが通例です。これは、生成物のエンタルピー (最終エンタルピー) と反応物のエンタルピー (初期エンタルピー) の差によって行われます。
ただし、エンタルピーの変化もいくつかの要因によって決まります。その 1 つは関与する物質の量です。たとえば、グラファイトと酸素が反応して、3 つの異なる量の物質を含む二酸化炭素が生成されることを考えてみましょう。
a) C (グラファイト) + O 2(g) → CO 2(g) ΔH = -393 kJ (25℃、1気圧)
b) 1/2 C (グラファイト) + 1/2 O 2(g) → 1/2 CO 2(g) ΔH = -196.5 kJ (25℃、1 atm)
c) 2 C (グラファイト) + 2 O 2(g) → 2 CO 2(g) ΔH = -786 kJ (25℃、1 atm)
これらの反応で除去される熱の量は、反応に参加する物質の量に正比例することに注意してください。なぜなら、方程式 b のモル数が半分に減少すると、エンタルピーの変化も半分に減少するからです。そして、式 c の場合、それが 2 倍になると、ΔH の値も 2 倍になります。
エンタルピー値を変化させる要因は他にもあります。その中には、温度、圧力、物理的状態、および同素体の多様性が含まれます。これは、エンタルピー間の比較を行うための基準を作成する必要があることを示しています。さまざまな反応のエンタルピーの決定を容易にするために、標準エンタルピーが作成されました。この用語は次のように言えます。
上記の温度と圧力は気体の場合のものです。溶液の場合、エンタルピーも 1 mol/L の濃度で測定されます。
すべての反応物と反応のすべての生成物が標準状態にある場合、エンタルピー変化は記号ΔH 0で示されます。これにより、以下のことが合意されました。
単体物質と同素体の標準エンタルピーの例をいくつか参照してください。
- 最も安定な水素の形態は、25 ℃、1 気圧で気体状態のH 2(g)です。したがって、これらの条件下では、H 2(g)は H 0 = 0 になります。他の条件では、水素のエンタルピーは H 0 ≠ 0 になります。
- 鉄の最も安定な形態は、25 ℃、1 気圧で固体状態のFe (s)です。したがって、これらの条件下では、Fe (s)は H 0 = 0 になります。他の条件では、鉄のエンタルピー H 0 ≠ 0 になります。
- 臭素の最も安定な形態はBr (l)で、25 °C、1 気圧で液体状態です。したがって、これらの条件下では、Br (l)は H 0 = 0 になります。他の条件では、臭素のエンタルピーは H 0 ≠ 0 になります。
- 酸素には、酸素ガス (O 2(g) ) とオゾン (O 3(g) ) の 2 つの同素体があります。これら 2 つのうち、最も一般的なのはO 2であるため、H 0 = 0 になります。 O 3 はH 0 ≠ 0 を表します。
- 炭素の同素体であるダイヤモンド (C (ダイヤモンド) ) とグラファイト ( C (グラファイト) ) の間では、グラファイトが最も安定であり、H 0 = 0 を示します。
- 斜方晶系硫黄と単斜晶系硫黄の間では、斜方晶系硫黄が最も安定であり、H 0 = 0 を示します。
