تغيرات الطاقة في التفاعلات الكيميائية شرح كامل للكتاب

[أسيرة القمر]

موازنة التغير في المحتوى الحراري

التغير في المحتوى الحراري للتغيرات الفيزيائية صغيرة جدا بالمقارنة مع التغيرات الكيميائية. كما وأن التغير في المحتوى الحراري للتفاعلات النووية كبيرة جدا بالمقارنة بالتغيرات الكيميائية . انظر للأسفل


التمثيل للتغيّر في المحتوى الحراري في التفاعلات

يعبّر الكيميائيون عن التغيّر في المحتوى الحراري بعدة طرق:

1. باستخدام الرسم البياني ما بين التغير في المحتوى الحراري وسير التفاعل ( الزمن )
2. باستخدام المعادلة الموزونة والمحتوي الحراري كجزء من المعادلة
3. باستخدام المعادلة الموزونة والمحتوى الحراري تكتب منفصلة ( ∆ H)

1. الطريقة البيانية

أدوات النادي 4
كبسه على الزر اليمين .. ثم play .. .. وسيعمل الفلاش
http://www.saskschools.ca/curr_conte...f/graphexo.swf

بعد دراسة العرض الفلاشي السابق كيف ستعبّر عن تغيرات الطاقة في التفاعل الماص مستخدما نفس طريقة الرسم البياني ؟
سيكون الجواب كالتالي

أدوات النادي 4
** لاحظ بن كميات تغير الطاقة يمكن أن تكتب على الرسم البياني وترسم بمقياس رسم ممثلا بشكل واقعي وصحيح لقيم التغير في الطاقة في التفاعل

2. استخدام المعادلة الكيميائية الموزونة والطاقة تكون جزء منها
3. هناك علاقة مباشرة بين كمية المواد التي تتفاعل وتنتج في المعادلة. والعامل الذي يحدد بالضبط العلاقة هو عامل المعادلة أو نسبة المولات ( في المعادلة الموزونة ). فمثلا في المعادلة التالية :

2H2 (g) + 1 O2 (g) ------> 2 H2O (l)......1

فإذا تفاعل مول واحد من الهيدروجين مع كمية مناسبة من الأكسجين فإن سيتكون مولا واحدا من الماء. وإذا تفاعل 2 مول من الأكسجين مع كمية كافية من الهيدروجين , فإنه سيتكوّن 4 مول من الماء.

ما هي العلاقة التي توجد بين كميات المواد المتفاعل أو الناتجة والتغير في المحتوى الحراري ( ∆H )؟

نشاط المختبر الجاف: مقدار التغير في الطاقة

ادرس الجدول التالي الذي يتضمن معلومات عن الطاقة المنطلقة من احتراق البروبان مع الأكسجين لانتاج ثاني أ***د الكربون والماء. كما في المعادلة الكيميائية التالية :



1. ارسم بيانيا المعلومات الموجودة في الجدول, بحيث تضع التغير في الطاقة على المحور الصادي وكتلة غاز C3H8 المحترقة على المحور السيني. هل نتج عن ذلك خط مستقيم؟ وإذا كان احسب ميل الخط؟
2. على ماذا يدل الرسم البياني بالنسبة للعلاقة بين كتلة البوبان المحترقة وتغيّر الطاقة؟
3. احسب عدد مولات 10 غم من C3H8 . ثم احسب التغير في الطاقة / مول من غاز C3H8؟
4. طالما أن الحرارة قد انطلقت فيجب إضافتها لجهة المواد الناتجة في التفاعل. اكتب المعادلة الحرارية الموزونة ؟
5. إذا تم حرق 2 مول من غاز C3H8 كم سيكون التغير في الطاقة ( ∆H) ؟
6. إذن ما هي العلاقة التي بين المعادلة والتغير في الطاقة في التفاعل ؟

إن الحرارة الممتصة أو المنطلقة في التفاعلات الكيميائية أيضا تتغير مباشرة مثل تغير كميات المواد التي تتفاعل والكمية المضبوطة يمكن تعيينها بكمية التغير في الطاقة ∆H . فإذا ضاعفنا كمية المادة المتفاعلة فكأننا ضاعفنا التغير في الحرارة

ادرس التفاعل التالي ما بين الهيدروجين والأكسجين لتكوين الماء

2H2 (g) + 1 O2 (g) -----> 2H2O (l)....2

إذا تفاعل 1 مول من الأكسجين فإنه يطلق طاقة بمقدار kJ 572, فإن 2 مول من تفاعل الأكسجين ستطلق 1046 kJ
ولأن العلاقة مباشرة ومرتبطة, اصبح بالإمكان ادراج الطاقة في المعادلة.
في التفاعل الطارد للطاقة, فإن الطاقة تكتب مع النواتج.
في التفاعل الماص للطاقة، فإن الطاقة تكتب مع المتفاعلات.

مثال :

• الطارد للحرارة : تكتب مع النواتج
2Al (s) + 3Cl2 (g) ------> 2 AlCl3 (s) + 1408 kJ
وإذا ضاعفنا كمية المتفاعلات والنواتج فإن الحرارة ستتضاعف
4Al (s) + 6Cl2 (g) ------> 4 AlCl3 (s) + 2816 KJ

• الماص للحرارة : تكتب مع المتفاعلات
H2O + 286 kJ ------> H2 + 1/2 O2 (g)
وإذا ضاعفنا كمية المتفاعلات والنواتج فإن الحرارة ستتضاعف
2 H2O + 572 kJ ------> 2 H2 + 1 O2 (g)

3. بالرمز ∆H

الطريقة الثالثة التي يستخدمها الكيميائيون وتمثّل التغير في الطاقة هي الرمز ∆H. وفي هذه الحالة تكتب التغير الحراري منفصلا عن التفاعل. فإذا كان التفاعل طارد للطاقة فإن ∆H ستكون سالبة. وإن كان التفاعل ماص للطاقة فإن ∆H ستكون موجبة .
• طارد للطاقة ( قيمة - ∆H )
2Al (s) + 3Cl2 (g) ------> 2 AlCl3 (s) ...3
H∆ - = 1408 kJ
• ماص للطاقة ( قيمة +∆H )
2 H2O ------> 2 H2 + 1 O2 (g)
kJ 572= +∆H

- ماذا سيحدث إذا قسمنا عدد مولات المتفاعلات والنواتج للنصف في كل من التفاعلات السابقة ؟
الجواب:

ستقل قيمة المحتوى الحراري إلى النصف أيضا