هر واکنش شیمیایی ممکن است با تغییر رنگ، تولید رسوب، آزاد شدن گاز و ایجاد نور و صدا همراه باشد، اما یک ویژگی بنیادی و مشترک در همة آنها این است که برای انجام شدن نیاز به تبادل گرما با محیط اطراف خود دارند؛ از این منظر، واکنشها نیز مانند فرایندها به دو دستة گرماده و گرماگیر تقسیم میشوند.
جمعبندی واکنشهای گرماده و گرماگیر را میتوانید در جدول زیر مشاهده کنید.
همانطور که در جدول هم قابل مشاهده است، میزان پایداری مواد با سطح انرژی آنها رابطة عکس دارد، یعنی هرچه میزان سطح انرژی بیشتر باشد، پایداری کمتر است. انرژی پتانسیل یک نمونه ماده، هم ارز با انرژی ناشی از نیروهای نگهدارندة ذرههای سازندة آن است یا به عبارت دیگر، انرژی پتانسیل، همان انرژی نهفتهای است که ذرههای سازندة ماده را کنار هم نگه میدارد. البته در برخی منابع به جای انرژی پتانسیل موجود در یک نمونه ماده، از عبارت «انرژی شیمیایی ماده» استفاده میشود.
برای درک بیشتر این مفهوم، به ساختار مولکولهای گازی مواد در واکنش یاد شده توجه کنید.
در هریک از مولکولهای مواد شرکت کننده، تنها دو اتم با یک پیوند اشتراکی به یکدیگر متصلاند، اما نوع اتمهای متصل به هم در هر مولکول متفاوت از دیگری است، از این رو استحکام پیوندها متفاوت از یکدیگر خواهد بود.
همانطور که بررسی کردیم، انجام یک واکنش شیمیایی ناشی از تغییر در شیوة اتصال اتمها به یکدیگر است، بنابراین در یک واکنش شیمیایی تفاوت آشکاری بین انرژی پتانسیل مواد واکنش دهنده و فراورده وجود دارد و همین تفاوت انرژی است که در واکنشها به شکل گرما ظاهر میشود.
با این توصیف، میتوان واکنشهای گرماده و گرماگیر را به صورت زیر بررسی کرد:
در واکنشهای گرماده بخشی از انرژی پتانسیل ذرههای سازنده مواد واکنش دهنده آزاد شده و صرف افزایش انرژی جنبشی ذرههای سازنده محیط پیرامون میشود، در نتیجه دمای محیط اطراف افزایش مییابد.
در واکنشهای گرماگیر، بخشی از انرژی جنبشی ذرههای سازندة محیط پیرامون ، جذب شده و صرف افزایش انرژی پتانسیل مواد موجود در واکنش میشود، در نتیجه دمای محیط اطراف کاهش مییابد.
گرمای یک واکنش در دما و فشار ثابت، به موارد زیر بستگی دارد:
1- نوع مواد واکنش دهنده ، 2- مقدار مواد واکنش دهنده ، 3- نوع فراورده ، 4- حالت فیزیکی مواد شرکت کننده در واکنش