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燃焼熱.
燃焼熱(ねんしょうねつ)とは、ある単位量の物質が完全燃焼した時に発生する熱量である。普通、物質1モルあるいは1グラム当たりの値が用いられ、単位はそれぞれ「J mol−1」「J g−1」で表される。
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ΔcHºで表される。
炭素、水素、酸素および窒素からなる分子式CaHbOcNd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)))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/58ea9197359f36ab92112a6c4c9745b8740d548f)
また、この標準燃焼エンタルピー変化ΔcHºは二酸化炭素の標準生成エンタルピー変化ΔfHºCO2、水の標準生成エンタルピー変化ΔfHºH2Oおよび化合物CaHbOcNdの標準生成エンタルピー変化ΔfHºCaHbOcNd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))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ec214a0fa058757bdb58b977e52d2df4f2bdff9f)
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)))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/0067cec567aad3ee86b9700ed5dbdc4cffbd3a8a)
![{\displaystyle \Delta _{\rm {c))H^{\circ }=-890.36{\rm ((kJmol}^{-1))))](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/95181e73aa1f90ea68554a9ef44ae78e5575c39c)
主な物質の燃焼熱 −ΔcHº
物質 |
化学式 |
式量 |
−ΔcHº / kJ mol−1 |
−ΔcHº / kJ g−1
|
炭素 |
C(s) |
12.011 |
393.51 |
32.76
|
水素 |
H2(g) |
2.0159 |
285.83 |
141.8
|
メタン |
CH4(g) |
16.042 |
890.36 |
55.5
|
プロパン |
CH3CH2CH3(g) |
44.096 |
2220.0 |
50.3
|
ヘキサン |
CH3(CH2)4CH3(l) |
86.175 |
4163.2 |
48.3
|
メタノール |
CH3OH(l) |
32.042 |
725.7 |
22.6
|
エタノール |
CH3CH2OH(l) |
46.068 |
1367.6 |
29.7
|
グルコース |
C6H12O6(s) |
180.156 |
2803.3 |
15.56
|
アンモニア |
NH3(g) |
17.0306 |
382.6 |
22.5
|
一酸化炭素 |
CO(g) |
28.010 |
283.0 |
10.1
|
エチレン |
CH2=CH2(g) |
28.053 |
1411.2 |
50.3
|
アセチレン |
CH≡CH(g) |
26.037 |
1299.6 |
49.9
|
ベンゼン |
C6H6(l) |
78.112 |
3267.6 |
41.8
|
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