В повседневной жизни человек, не задумываясь об этом, постоянно использует теплоту, выделяющуюся в процессе химической реакции.
Горящий на кухне газ, бензин в работающем моторе, уголь в печной топке — это все химические реакции с выделением тепловой энергии, также тепло выделяется при растворении металла в кислоте, нейтрализации кислоты щелочью и во многих других случаях.
Причем внутренняя энергия, запасенная в веществах намного превышает потенциальную и тепловую энергию окружающих тел.
В экзотермических реакциях ( с выделением тепла) внутренняя энергия получаемых веществ меньше, чем у исходных. В ходе реакции происходит выделение тепла, которое повышает температуру продуктов реакции, и уже от их нагревания происходит нагрев окружающей среды, в то же время внутренняя энергия системы уменьшается.
Существуют химические реакции, поглощающие температуру из окружающей среды, они называются эндотермическими и в них химическая энергия продуктов реакции выше химической энергии исходных веществ.
Энергия, выделяемая или поглощаемая в процессе реакции называется тепловым эффектом реакции или ее энергетическим эффектом. При обеспечении постоянного отвода (в экзотермических реакциях) или привода (в эндотермических) тепла температура внутри реагирующей системы может оставаться неизменной.
Эндотермические реакции обычно протекают при повышенной температуре, но могут протекать и при нормальной, например, при добавлении к кристаллам шестиводного хлористого кобальта, имеющим розовый окрас, жидкого оксид-хлорида серы.
Реакция протекает бурно с выделением газообразных продуктов с резким запахом — хлороводорода и оксида серы, в то же время цвет кристаллов меняется на фиолетовый, что свидетельствует об обезвоживании хлорида кобальта.
Если в эту смесь опустить термометр, то он покажет температуру намного ниже нуля, особенно, если реакция проходила в термосе, затрудняющей приток тепла из окружающей среды. Описанная реакция является примером химического холодильника.
Единицы измерения теплового эффекта химической реакции такие же, как и единицы измерения энергии — Джоули. Но так как энергия отдельных молекул и атомов — величина очень маленькая, то тепловой эффект относят к одному молю одного из веществ, участвующих в реакции, — исходного вещества или продукта — и выражают в Дж/моль.
Тепловой эффект реакции будет неоднозначен, если не указать к молю какого именно вещества он относится.
