燃焼熱

標準状態 (298.15K, 10⁵Pa)の理想系において、物質1molが完全燃焼したとき発生する熱量を標準燃焼熱と呼び、そのエンタルピー変化Δ_cHºで表される。

炭素、水素、酸素および窒素からなる分子式C_aH_bO_cN_dで表される化合物の燃焼熱については、その燃焼生成物を二酸化炭素、水および窒素とし以下の反応式で表される。

${\displaystyle {\rm {C_{a}H_{b}O_{c}N_{d}+{\frac {4a+b-2c}{4}}O_{2}(g)\longrightarrow aCO_{2}(g)+{\frac {b}{2}}H_{2}O(l)+{\frac {d}{2}}N_{2}(g)}}}$ 

また、この標準燃焼エンタルピー変化Δ_cHºは二酸化炭素の標準生成エンタルピー変化Δ_fHº_CO2、水の標準生成エンタルピー変化Δ_fHº_H2Oおよび化合物C_aH_bO_cN_dの標準生成エンタルピー変化Δ_fHº_CaHbOcNdとの間に以下の関係がある。

${\displaystyle {\begin{aligned}\Delta _{\rm {c}}H^{\circ }&=a\Delta _{\rm {f}}H_{\rm {CO_{2}}}^{\circ }+{\frac {b}{2}}\Delta _{\rm {f}}H_{\rm {H_{2}O}}^{\circ }-\Delta _{\rm {f}}H_{\rm {C_{a}H_{b}O_{c}N_{d}}}^{\circ }\\&=a\times (-393.51{\rm {{kJmol}^{-1})+{\frac {b}{2}}\times (-285.83{\rm {{kJmol}^{-1})-\Delta _{f}{\mathit {H}}_{\rm {C_{a}H_{b}O_{c}N_{d}}}^{\circ }}}}}\\\end{aligned}}}$ 

たとえばメタンの標準生成熱は74.81 kJ mol⁻¹、標準燃焼熱は890.36 kJ mol⁻¹であり、標準燃焼エンタルピー変化は以下のように表される。

${\displaystyle {\rm {CH_{4}(g)+2O_{2}(g)\longrightarrow CO_{2}(g)+2H_{2}O(l)}}}$ 
${\displaystyle \Delta _{\rm {c}}H^{\circ }=-890.36{\rm {{kJmol}^{-1}}}}$ 

 

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