на руйнування одних речовин, тобто зв'язків між атомами і молекулами, енергія витрачається;
при утворенні інших речовин, тобто зв'язків між атомами і молекулами, енергія виділяється.

Ці енергетичні зміни проявляються або у виділенні теплоти у навколишнє середовище, або у поглинанні теплоти з навколишнього середовища.

Реакції, що протікають з виділенням теплоти, називаються екзотермічними.

Реакції, що протікають з поглинанням теплоти, називаються ендотермічними.

Більшість хімічних процесів, що здійснюються у природі, лабораторії і промисловості є екзотермічними. Екзотермічними реакціями є більшість реакції сполучення.

Приклад:

до екзотермічних відносяться всі реакції горіння, окиснення, сполучення металів з іншими елементами, тощо.

Ендотермічними реакціями є більшість реакцій розкладу.

У результаті хімічної реакції теплота може або виділятися, або поглинатися. Теплота виражається у кДж/моль. Її значення відрізняється для різних реакцій.

Кількість виділеної (або поглиненої) у ході реакції теплоти називають тепловим ефектом реакції (ТЕ).

Тепловий ефект реакції ΔH може набувати або додатніх, або від'ємних значеннь.

Якщо ΔH має додатні значення, це означає, що внутрішня енергія продуктів реакції є більшою у порівнянні з внутрішньою енергією вихідних речовин. Отже, у результаті такої хімічної реакції відбувається поглинання теплоти, тобто вона є ендотермічною.

В ендотермічних реакціях внутрішня енергія ΔH має додатні значення.

Наприклад:

CaCO₃=t°CaO+CO₂;ΔH=+180 кДж.

Якщо ΔH має від'ємні значення, це означає, що внутрішня енергія речовин, утворених в результаті реакції є меншою за внутрішню енергію реагентів. Отже, у результаті хімічної реакції певна кількість теплоти виділяється у навколишнє середовище, тобто вона є екзотермічною.

В екзотермічних реакціях внутрішня енергія ΔH має від'ємне значення

Наприклад:

S+O₂=SO₂;ΔH=−297 кДж.

Теплові ефекти хімічних реакцій коливаються у широких межах (від 4 до 500 кДж/моль).

Найбільший тепловий ефект спостерігається під час реакцій горіння.

Теплові ефекти реакцій залежать від:

природи (складу і будови) речовин;
агрегатного стану вихідних речовин і продуктів реакцій;
умов, за яких вони протікають.

Величину теплового ефекту можна отримати експериментальним шляхом при проведенні реакції у калориметрі. Цей прилад має здатність досить точно визначити кількість теплоти, що виділилася або поглинулася у результаті хімічного процесу.

Для того щоб ці досліди можна було порівнювати і систематизувати, усі отримані результати призводять до однакових умов, які називаються нормальними умовами.

Область хімії, що займається вивченням теплових ефектів хімічних реакцій, називається термохімією.

Рівняння хімічних реакцій, в яких зазначено тепловий ефект, називають термохімічними.

Зверни увагу!

Значення теплового ефекту відносять до 1 моль речовини.

C+O₂=CO₂;ΔH=−394 кДж; TE =+394 кДж

— в екзотермічній реакції утворення 1 моль вуглекислого газу з простих речовин виділяється 394 кДж теплоти;

CaCO₃=CaO+CO₂;ΔH=+1200 кДж; TE =−1200 кДж

— в ендотермічній реакції розкладу 1 моль кальцій карбонату поглинається 1200 кДж теплоти.

Зверни увагу!

Значення теплового ефекту залежить від агрегатного стану вихідних речовин і продуктів реакції.

Тому в термохімічних рівняннях також вказуються агрегатні стани речовин:

(г) — газ;
(р) — рідина;
(т) чи (к) — тверда (кристалічна) речовина.

H₂(г)+Cl₂(г)=2HCl(г);ΔH=−184,6 кДж.

Зверни увагу!

Агрегатний стан речовин значно впливає на тепловий ефект реакції.

Наприклад:

2H₂(г)+O₂(г)=2H₂O(г);ΔH=−483,6 кДж;2H₂₍г)+O₂(г)=2H₂O(р);ΔH=−564,6 кДж.

Саме тому, записуючи термохімічні рівняння указують агрегатний стан речовин (і реагентів, і продуктів реакції).Термохімічні рівняння широко використовуються при виконанні термохімічних розрахунків для того, щоб:

визначити кількість теплоти, що виділяється або поглинається в результаті реакції, якщо відомі її тепловий ефект і хімічна кількість (маса, об'єм) одного з учасників реакції;
розрахувати хімічну кількість (масу, об'єм) одного з учасників реакції, якщо відомо кількість теплоти, що виділилася або поглинулася;
скласти термохімічне рівняння реакції, якщо відома кількість теплоти, що виділилася або поглинулася і хімічна кількість (маса, об'єм) одного з учасників цієї реакції.
Наведемо приклад термохімічних розрахунків.
Приклад:
розрахуйте кількість теплоти, що виділяється у результаті повного згоряння метану об'ємом 6,72 л (н. у.) в атмосфері кисню відповідно до термохімічного рівняння:
CH₄(г)+2O₂(г)=CO₂(г)+2H₂O(г);ΔH=−804кДж.
Для розв'язку задачі:
1. Розрахуємо хімічну кількість метану, що згорів:
ν(CH4)=V(CH4)/Vm=6,72 л/22,4л/моль=0,3моль.
2. Розрахуємо теплоту, яка виділиться при спалюванні даної кількості речовини.
З термохімічного рівняння випливає, що у результаті спалювання 1 моль метану виділяється 804 кДж теплоти.
- З врахуванням цього складемо пропорцію:
при спалюванні 1 моль метану виділяється 804 кДж,
при спалюванні 0,3 моль метану виділяється x кДж.
- Знайдемо x:
x=0,3 моль ⋅804 кДж 1 моль=241,2 кДж.
Відповідь: в результаті спалювання виділиться 241,2 кДж.
Таким чином, знаючи кількість теплоти, яка виділяється при згорянні одного моль речовини, можна визначити, скільки теплоти буде виділятися при згорянні даної кількості цієї речовини.