Reaksiyon Isılarının Ölçülmesi Termodinamiğin birinci yasası, kimyasal reaksiyonlar için uygulanıyorsa termokimya olarak adlandırılır. Termokimyada, kimyasal reaksiyonlarda absorbe edilen veya dışarıya verilen ısının ölçülmesi ve hesaplanması ile ilgilenilir. Bu nedenle; yüksek bir pratik öneme sahiptir. Termokimya ayrıca göreli enerjilerin veya kimyasal bileşiklerin entalpi içeriklerinin ortaya çıkartılması veya hesaplanmasına olanak sağlar. Termokimya kimyasal reaksiyon dengeleri için gerekli verileri de sağlar. Şekil 1 : Kimyasal reaksiyonda çıkan ısıları belirlemek için kullanılan bir kalorimetre kabı. Pekçok kimyasal reaksiyonun bazılarında reaksiyon ısıları tam olarak doğrudan belirlenebilir. Bunun için şematik olarak Şekil 1 de gösterilene benzer kalorimetre kabı (kalorimetre bombası) kullanılır. Kalorimetre çalışması yaparak reaksiyon ısılarının doğru belirlenebilmesi için incelenen reaksiyonun hızlı, tamamlanan ve ürünün ne olduğu belli olmalıdır. Bu özellikleri taşıyan reaksiyon sayısı çok fazla değildir. Örneğin organik kimyadaki yanma reaksiyonlarında oldukça yararlıdır. Yalnızca karbon ve hidrojenden meydana gelmiş bir bileşik, aşırı oksijen ile yakılırsa ortaya çıkan ürünler CO2 ve H2O dur. Diğer elementleri içeren organik bileşikler için ürünler herzaman belirlenemez. Şekil 1 deki düzenekte yanma ısısını belirlemek için belli ağırlıktaki örnek, reaksiyon kabı içerisindeki kaba konur ve bomba yaklaşık 30 atm. basınç altında oksijen ile doldurulur. Örnek, içindeki ince bir tel elektrik akımı ile ısıtılarak reaksiyon başlatılır. Reaksiyon başladığında reaksiyon hızlı şekilde gerçekleşir ve büyük miktarda ısı açığa çıkar. Bu ısı calorimetre etrafındaki suyun sıcaklığın artışından belirlenir. Kalorimetreyi kalibre edebilmek için öncelikle yanma ısısı belli bir madde kullanılır. Bomba ve su odası çevresinden dikkatli bir şekilde izole edilmiştir. Bu nedenle düzenek adyabatik kalorimetre olarak adlandırılır. Yanma ısıları genellikle mol başına yüzlerce vaya binlerce kelvin büyüklüğündedir. Dikkatli bir çalışma ile yanma ısıları % 0.01 den daha hassas şekilde belirlenebilir. Bazı moleküllerin yanma ısıları Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1 : 298 K de bazı maddelerin sabit basınç altındaki yanma ısıları. Madde kJ mol-1 Madde kJ mol-1 Madde kJ mol-1 \rm H_2 (g) 285.84 n-bütan(g) 2878.51 Etanol(s) 1366.95 C (grafit) 293.51 İzobütan(g) 2871.65 Asetik asit(s) 872.4 CO(g) 282.99 n-heptan(g) 4811.2 Glikoz(k) 2815.8 \rm CH_4(g) 890.35 Etilen(g) 1410.97 Sakkaroz(k) 5646.7 \rm C_2H_6(g) 1559.88 Asetilen(g) 1299.63 \rm C_3H_8 (g) 2220.07 Benzen(g) 3301.51 Reaksiyonların ikinci önemli tipi ise bazı organik türlerin hidrojenasyonu için geçerlidir. Doymamış bileşiklere hidrojen katılarak kalorimetrik çalışmalar yapılır. Bu tip reaksiyonlar oksidasyon reaksiyonlarından daha az ısı verirler ve bu nedenle bileşikler arasındaki enerji farklılığı daha küçüktür. Anorganik reaksiyon ısıları, örneğin sulu çözeltide meydana gelen reaksiyonlar kalorimetre kullanılarak temelede izole edilmiş atmosfere açık birr kapta ölçülebilir. Nötralizasyon, çözünme ve kompleks oluşum ısıları da çalışılabilir.