انجام یک واکنش شیمیایی با تغییر انرژی همراه می‌باشد. واکنشی که هنگام سوختن گاز طبیعی و هوا صورت می‌گیرد، گرمای لازم برای پختن غذا روی اجاق گاز یا جوشیدن آب را فراهم میکند. در مقابل تشکیل گلوکز در فرایند فتوسنتز نیاز به جذب انرژی نورانی خورشید دارد. اکثر واکنش های شیمیایی گرما تولید می‌کنند. در واکنش های گرماده ، گرما از مخلوط واکنش به محیط اطراف جریان می‌یابد و اثر این جریان ، افزایش دمای محیط می‌باشد. ترموشیمی بخشی از علم شیمی است که در آن گرمای واکنش ها را که همراه واکنش تولید و یا جذب می شود را اندازه گیری و محاسبه می کنند. اکثر واکنش ها یا گرماده هستند و یا گرماگیر، مقدار گرمایی که در اثر یک واکنش تولید و یا مصرف می شود را گرمای واکنش می نامند و با علامت H∆ نشان می دهند.
آنتالپی (H)
مرکب از دو لغت یونانی Endon به معنی در یا درون و Thalpein به معنی گرم کردن که بر روی هم به معنی گرمای درونی یا انرژی درونی است. چون فشار و حجم کمیت هایی مثبت هستند، آنتاپی یک سیستم به اندازه P.V از انرژی درونی آن بیشتر است (H-E = P.V) چون اغلب واکنش ها در فشار ثابت اتمسفر انجام می شوند، گرمای واکنش ها برابر با تغییر آنتالپی سیستم خواهد بود و نه تغییر انرژی درونی سیستم. انرژی گرمایی مربوط است به حرکت و جنبش مولکولی و حرکت و جنبش اتم ها در درون مولکول. ممکن است یک مایع و یا یک گاز به ظاهر بی حرکت باشد ولی مولکول های آن دارای حرکت انتقالی می باشدو در درون مولکول اتم ها دارای حرکت دورانی و حرکت ارتعاشی می باشند، در واقع سه نوع حرکت وجود دارد ۱- انتقالی ۲- دورانی ۳- ارتعاشی این حرکت ها برای خود انرژی به دنبال دارند، در مایعات و گازها هر سه حرکت وجود دارد ولی در جامدات مولکولی جامد در یک نقطه ثابت است یعنی حرکت انتقالی ندارند ولی حرکت دورانی و ارتعاشی در مولکول وجود دارد. در حالیکه ظاهر یک گاز یا مایع ساکن است مولکول ها و اتم های آن دارای حرکت انتقالی و دورانی و ارتعاشی می باشند و از این جهت انرژی خود را ذخیره می کنند که به آن انرژی گرمایی می گویند.
واکنش هایی که از محیط اطراف گرما جذب می‌کنند (گرماگیر هستند) زیاد معمول نیستند. در این موارد می‌توان به ذوب شدن یخ اشاره کرد که در این واکنش ها جهت جریان گرما ، از اطراف به مخلوط واکنش است. وقتی تکه یخی در لیوان آب داغی ذوب می‌شود، دمای آب را پایین می‌آورد. در معادلات شیمیایی بر طبق قرار داد برای واکنش های گرماده که با کاهش آنتالپی همراه می‌باشد H∆ دارای مقدار منفی (کوچکتر از صفر) و برای واکنش های گرماگیر که با افزایش آنتالپی همراه می‌باشد H∆ دارای مقدار مثبت (بزرگتر از صفر) است.
- اگر مواد شرکت کننده در واکنش در حالت مایع یا جامد باشند،تغییر حجم،قابل توجه نخواهد بود و عملا می توان H∆ و E∆ را برابر در نظر گرفت اما اگر واکنش در فاز گازی انجام شود این تفاوت ،قابل چشم پوشی نخواهد بود.
- مقدار H∆ به حالت فیزیکی مواد شرکت کننده در واکنش بستگی دارد.
- اگر ضرایب مواد شرکت کننده در واکنش، در عددی ضرب یا بر عددی تقسیم شوند H∆ نیز بر آن عدد ضرب یا تقسیم خواهد شد.
- مقادیر H∆ واکنش با تغییر دما و فشار اندکی تغییر می کند. طبق قرارداد، مقادیر H∆ در فشار استاندارد گزارش می شود.
- چنانچه جهت واکنش عوض شود، علامت H∆ تغییر میکند بدون آنکه در مقدار آن تغییری حاصل شود.
- اگر واکنشی در چند مرحله انجام شود، H∆ واکنش نهایی برابر با مجموع H∆ های مراحل چندگانه ی آن واکنش خواهد بود.
رابطه تولید یا جذب گرما با واکنش شیمیایی
بطور کلی تغییر انرژی مشاهده شده در یک واکنش ناشی از اختلاف بین انرژی محصولات و مواد اولیه می‌باشد. اگر انرژی محصولات واکنش بیش از مواد اولیه باشد، برای انجام واکنش باید به سیستم انرژی دهیم. برعکس اگر انرژی محصولات واکنش کمتر از مواد اولیه باشد، مقداری انرژی به صورت گرما در اثر واکنش آزاد خواهدشد. اکثر واکنشهای انجام شده در آزمایشگاههای شیمی در فشار ثابت انجام می‌شوند ( فشار atm). جریان گرمای این واکنشها به محتوای گرمایی یا آنتالپی آنها بستگی دارد.
جریان گرمایی تمام واکنشهایی که مستقیما در فشار ثابت انجام می‌شوند دقیقا با اختلاف بین آنتالپی محصولات و مواد اولیه آنها برابر است.
