L'entalpia standard di reazione, Δ r H ∘ {\displaystyle \Delta _{\mathrm {r} }H^{\circ }} , è la variazione di entalpia associata a una reazione chimica tra elementi e/o composti allo stato standard, cioè presi puri nella loro forma più stabile alla temperatura d'interesse e alla pressione standard, definita come 100 kPa (1 bar).[1]
Viene solitamente riportata come entalpia molare standard di reazione, Δ r H ^ ∘ {\displaystyle \Delta _{\mathrm {r} }{\hat {H}}^{\circ }} . La sua unità di misura, nel sistema internazionale, è quindi [ J m o l − 1 ] {\displaystyle \left[\mathrm {J} \,\mathrm {mol} ^{-1}\right]} .
Per una generica reazione chimica l'entalpia molare standard di reazione può essere ricavata, grazie alla legge di Hess, dalla seguente relazione:[2]
dove Δ f H ^ ∘ {\displaystyle \Delta _{\mathrm {f} }{\hat {H}}^{\circ }} è l'entalpia standard di formazione molare e ν {\displaystyle \nu } è il numero stechiometrico.[3]
L'entalpia standard di reazione assume valori negativi se è associata ad una reazione esotermica, e valori positivi se è associata ad una reazione endotermica, nelle condizioni di T e p considerate.
Formalmente, l'entalpia molare di reazione è funzione di temperatura e pressione Δ r H ^ ( T , p ) {\displaystyle \Delta _{\mathrm {r} }{\hat {H}}(T,p)} ma per pressioni medio-basse è quasi indipendente dalla pressione, quindi si può considerare Δ r H ^ ( T ) {\displaystyle \Delta _{\mathrm {r} }{\hat {H}}(T)} .[4] L'entalpia di reazione in funzione della temperatura può essere calcolata applicando l'equazione di Kirchhoff:
dove Δ C m , p = ∑ p r o d o t t i | ν | ⋅ C m , p − ∑ r e a g e n t i | ν | ⋅ C m , p {\displaystyle \Delta C_{m,\,p}=\sum _{prodotti}|\nu |\cdot C_{m,\,p}-\sum _{reagenti}|\nu |\cdot C_{m,\,p}}
con C m , p {\displaystyle C_{m,\,p}} capacità termica molare a pressione costante.
L'entalpia di reazione dipende anche dallo stato di aggregazione (liquido, gas. etc.) dei reagenti e dei prodotti.[4]
Tramite la calorimetria è possibile determinare l'entalpia di reazione sperimentalmente.
Per la reazione:
Δ r H ∘ {\displaystyle \Delta _{\mathrm {r} }H^{\circ }} si calcola nel seguente modo:
dove è stato omesso il contributo dato dall'ossigeno in quanto l'entalpia standard di formazione degli elementi è posta, per convenzione, pari a 0.