Door Claire Gillespie – bijgewerkt op 30 augustus 2022

Bij sommige chemische reacties komt warmte vrij, waardoor thermische energie naar de omgeving wordt overgebracht. Deze worden exotherm genoemd reacties, waarbij “exo” extern betekent en “thermisch” verwijst naar warmte.

Veel voorkomende exotherme processen zijn onder meer verbranding (verbranding), oxidatie (roesten) en neutralisatie tussen zuren en basen. Alledaagse artikelen zoals handwarmers en zelfverwarmende koffieblikjes zijn afhankelijk van deze reacties.

Beknopte referentie

Om de vrijkomende warmte te bepalen, gebruik je de formule Q =m·c·ΔT :

• V – overgedragen warmte-energie (J)
• m – massa van de vloeistof of stof (kg)
• c – soortelijke warmtecapaciteit (Jkg⁻¹°C⁻¹)
• ΔT – temperatuurverandering (°C)

Warmte versus temperatuur

Temperatuur meet hoe heet een object is (°C of °F). Warmte is de hoeveelheid thermische energie die een object bevat, uitgedrukt in joule. Wanneer warmte wordt toegevoegd, stijgt de temperatuur afhankelijk van de massa, de samenstelling en de geleverde energie van het object.

Specifieke warmtecapaciteit

De specifieke warmtecapaciteit (c ) is de energie die nodig is om 1kg van een stof met 1°C te laten stijgen. Voorbeelden:

• Water:4.181 Jkg⁻¹°C⁻¹
• Zuurstof:918 Jkg⁻¹°C⁻¹
• Lood:128Jkg⁻¹°C⁻¹

Warmte-energiecalculator

Om de energie te berekenen die nodig is om de temperatuur van een stof te veranderen:

Q =m × c × ΔT

Waar Q is energie in joules, m is de massa in kilogram, c is de specifieke warmtecapaciteit in Jkg⁻¹°C⁻¹, en ΔT is de temperatuurverandering in °C.

Warmteafgiftecalculator – voorbeeld

Stel dat 100 g zuur wordt gemengd met 100 g base, waardoor de temperatuur stijgt van 24°C naar 32°C.

De neutralisatiereactie kan worden vereenvoudigd tot:
H⁺ + OH⁻ → H₂O

Berekeningen:

• Massa:(100 g + 100 g) ÷ 1000 =0,2 kg
• Specifieke warmtecapaciteit van water:4.186 Jkg⁻¹°C⁻¹
• ΔT:32°C – 24°C =8°C
• Q =0,2 kg × 4.186 Jkg⁻¹°C⁻¹ × 8 °C =6.688 J

Er komt dus 6.688 joule aan warmte vrij.