تغيرات الطاقة في التفاعلات الكيميائية شرح كامل للكتاب

[أسيرة القمر]

المسعّر :

يستخدم الكيميائيون المسعّر لإيجاد القيم السابقة :

1. أولا يحيطون النظام المتفاعل بمادة معلومة الكتلة وسعة الحرارة النوعية. ومن أفضل المحيطات وأكثرهن شيوعا كأس عازل والماء. ( يعيّن الكيميائيون عادة السعة الحرارية لمثل هذه المحيطات لجعل الحسابات أكثر سهولة )
2. يتم عزل النظام والمحيط حتى لا تنتقل الطاقة إلا بينهما. وهذا المحيط والنظام المعزولان يتم تسميتهما بالمسعّر.
3. يتم إيجاد كتلة المواد التي ستتفاعل وتؤدي التفاعل في المسعّر.
4. في النهاية, يتم قياس التغير في درجات الحرارة للمحيط.

نشاط : حسابات المسعّر

باستخدام المعادلة الرياضية التالية جد إجابات الأسئلة التالية :

1. طالب خلط 100 مل من 1,5 مول/لتر من حمض الكبريتيك مع 200 مل من 1,5 مول/لتر من هيدرو***د الصوديوم. كلاهما محاليل كانت درجة حراتيهما الابتدائية 19,67 ْ س وكانت أعلى درجة حرارة وصل لها المحلول المتفاعل المخلوط 34,06 ْ س

a. احسب عدد مولات n حمض الكبريتيك ( الحجم باللتر × التركيز ( مول/لتر )
b. احسب الحجم الكلي للمحلولين ( لكل من حمض الكبريتيك وهيدرو***د الصوديوم )
c. احسب كتلة المحلولين مجتمعان . مفترضا أن 1 مل = 1 غم
d. معتمدا على المعلومات التي في المسألة, احسب التغير الحراري المولاري لحمض الكبريتيك ومستخدما المعادلة :

الحل = 120 kJ / مول

2. احسب التغير الحراري المولاري لتصلّب فلز الغاليوم Ga إذا 10 غم من الغاليوم سببت رفع درجة حرارة 50 مل من الماء من 24 ْس إلى 27,8 ْس عندما تتصلب.

الحل : 5,68 kJ / مول

3. التغير الحراري المولاري للميثان (Hr =803 KJ/ مول ). احسب أقل كتلة من الميثان التي يجب أن تحترق لتسخين 4 لتر من الماء وترفع درجة حرارته من 22,4 ْ س إلى 87,6 ْ س, مفترضا أنه لم يتم فقد أي كمية من الحرارة ؟ ومفترضا أن ( 1 لتر من الماء = 1 كغم )

الحل :غم m = 21,8

4. جد درجة الحرارة المتوقع زيادتها لــ 1 لتر من الماء عندما يمتص كل الطاقة الناتجة من احتراق ذ غم من الأستلين C2H2 (g). علما بأن التغير الحراري المولاري لاحتراق الأستلين هو 1,29 KJ/ مول.

الحل :ْ س t = 11,69 ∆

5. في تجربة كيميائية, تم إضافة 10 غم من اليوريا NH2COHN2 إلى 150 مل ماء في كوب قهوة بسيط مسعّر . لوحظ أن درجة الحرارة قد تناقصت بمقدار 3,7 ْ س. احسب التغير الحراري لليوريا.

الحل = 13,92 kJ / مول

6. فني مختبر قام بإضافة 43,1 مل من حمض الهيدروكلوريك تركيزه 11,6 مول /لترإلى الماء ليكوّن محلول حجمه 500 مل . فارتفعت درجة الحرارة بمقدار 2,6 ْ س .
• احسب عدد مولات حمض الهيدروكلوريك المضافة ( التركيز مول/لتر × الحجم باللتر )
• حوّل الحجم النهائي للمخلوط إلى كتلة بحيث أن ( 1 مل = 1 غم ) . وهذه قيمة الـ m في المعادلة الرياضية.
• احسب التغير الحراري المولاري, مستخدما بقية المعلومات

الحل = 10,9 kJ / مول