ما هو اختلاف المحتوى الحراري؟

اختلاف المحتوى الحراري هي كمية مادية يمثلها الاختصار ΔH (الحرف اليوناني Δ يعني الاختلاف ويمثل الحرف H الطاقة الداخلية الكامنة) التي تشير إلى كمية الطاقة التي يمتصها أو يطلقها أ تفاعل كيميائي.

  • تفاعل ماص للحرارة: عند امتصاص الطاقة ؛

  • تفاعل طارد للحرارة: عندما يتم إطلاق الطاقة.

تعبير لحساب تغير المحتوى الحراري

كما هو الحال مع جميع الاختلافات التي تم إجراؤها في الفيزياء ، يتم تحديد اختلاف المحتوى الحراري من الطرح بين النتيجة النهائية والنتيجة الأولية. نظرًا لأن نهاية التفاعل تتوافق مع المنتجات والبداية تتوافق مع المواد المتفاعلة ، لذلك:

ΔH = المنتجات - الكواشف

حيث أن كل مادة كيميائية لها كمية معينة من الطاقة (المحتوى الحراري) ، لحساب تباين المحتوى الحراري ، من الضروري مراعاة كمية الطاقة لكل عضو في التفاعل على النحو التالي:

  • الكواشف: إذا كان التفاعل يحتوي على أكثر من منتج ، فيجب أيضًا إضافة المحتوى الحراري الخاص بهم ؛

إذا قدم التفاعل المعادلة التالية:

أ + 2 ب →

سيتم إعطاء المحتوى الحراري للمتفاعلات عن طريق إضافة المحتوى الحراري للمتفاعل A إلى مجموع ضعف المحتوى الحراري لـ B (هذا بسبب وجود 2 مول من B في المعادلة).

Hr = HA + 2.HB

  • منتجات: إذا كان التفاعل يقدم أكثر من منتج واحد ، فيجب إضافة المحتوى الحراري الخاص بهم معًا ؛

إذا قدم التفاعل المعادلة التالية:

أ + 2 ب ← ج + ثلاثي الأبعاد

سيتم إعطاء المحتوى الحراري للمواد المتفاعلة من خلال مجموع المحتوى الحراري للمنتج C مع مجموع المحتوى الحراري الثلاثي لـ D (هذا بسبب وجود 3 مولات من D في المعادلة).

حصان = HC + 3.HD

وبالتالي ، فإن التعبير المراد حسابه اختلاف المحتوى الحراري يتم الحصول عليها عن طريق الطرح بين المحتوى الحراري للمنتجات و المحتوى الحراري لمتفاعلات تفاعل كيميائي.

ΔH = حصان - ساعة

تفسير نتيجة اختلاف المحتوى الحراري

نظرًا لأنه عملية طرح بين المحتوى الحراري للمنتجات والكواشف ، يمكن أن تكون نتيجة اختلاف المحتوى الحراري موجبة أو سلبية.

  • نفي: عندما يكون المحتوى الحراري للمواد المتفاعلة أكبر من المحتوى الحراري للمنتجات.

Hr> حصان

  • إيجابي: عندما يكون المحتوى الحراري للمنتجات أكبر من المواد المتفاعلة.

حصان> ساعة

من نتيجة اختلاف المحتوى الحراري ، يمكننا تصنيف التفاعل إلى ماص للحرارة أو طاردة للحرارةوفقًا للمعيار التالي:

  • ماص للحرارة: عندما تكون النتيجة إيجابية.

ΔH> 0

  • طارد للحرارة: عندما تكون النتيجة سلبية.

Δ ح <0

أمثلة على كيفية تحديد التغير في المحتوى الحراري لتفاعل كيميائي

المثال الأول (UFF-RJ): ضع في اعتبارك قيم المحتوى الحراري الافتراضية للتكوين (ΔHاF) في KJ.mol-1 عند 25 درجة مئوية ، من المواد التالية:

  • CH4 (ز) = -74,8

  • CHCl3 (1) = - 134,5

  • حمض الهيدروكلوريك(ز) = - 92,3

لرد الفعل التالي:

CH4 (ز) + 3 سل2 (ز) → CHCl3 (1) + 3 حمض الهيدروكلوريك(ز)

ΔHاF سيكون ذلك:

أ) - 151.9 كيلوجول.مول-1

ب) 168.3 كيلوجول.مول-1

ج) - 673.2 كيلوجول / مول-1

د) - 336.6 كيلوجول.مول-1

ه) 841.5 كيلوجول / مول-1

لتحديد تباين المحتوى الحراري لهذا التفاعل ، يجب علينا تنفيذ الخطوات التالية:

  • 1ا خطوة: تحقق مما إذا كانت المعادلة متوازنة. إذا لم يكن كذلك ، يجب أن تكون متوازنة.

المعادلة التي قدمها التمرين متوازنة ، لذلك لدينا 1 مول من CH4 و 3 مول من Cl2 في الكواشف ، و 1 مول من CHCl3 و 3 مول من حمض الهيدروكلوريك في المنتجات.

  • 2ا خطوة: احسب كمية المحتوى الحراري للمنتجات (Hp) ، وضرب الكمية بالمول في المحتوى الحراري المقدم ثم أضف النتائج:

حصان = منتج CHCl3 + منتج HCl

حصان = 1. (- 134.5) + 3. (- 92.3)

حصان = -134.5 + (-276.9)

حصان = -134.5 - 276.9

حصان = - 411.4 كيلوجول-1

  • 3ا خطوة: احسب كمية المحتوى الحراري للمواد المتفاعلة (Hr) ، واضرب الكمية في المول في المحتوى الحراري المعطى ثم أضف النتائج:

ملاحظة: As the Cl2 إنها مادة بسيطة ، لذا فإن محتواها الحراري يساوي 0.

Hr = كاشف CH4 + كاشف Cl2

الساعة = 1. (- 74.8) + 3. (0)

الساعة = -74.8 + 0

الساعة = -74.8 كيلوجول / مول-1

  • 4ا خطوة: احسب التغير في المحتوى الحراري باستخدام القيم الموجودة في الخطوات السابقة في التعبير التالي:

حاF = حصان - ساعة

حاF = - 411,4 - (-74,8)

حاF = -411,4 + 74,8

حاF = -336.6 كيلوجول-1

المثال الثاني (UEM-PR): من الممكن تحضير غاز الأكسجين في المختبر عن طريق تسخين كلورات البوتاسيوم بعناية ، وفقًا للتفاعل:

2KClO3 (ق) → 2KCl(س) + 3O2 (ز) ΔH = +812 كيلوجول / مول

بافتراض أن المحتوى الحراري لـ KCl(س) تساوي +486 كيلو جول / مول وبالنظر إلى النظام عند 25 درجة مئوية و 1 ضغط جوي ، ما هي القيمة الحرارية الافتراضية لـ KClO3 (ق) في كيلوجول / مول؟

لتحديد المحتوى الحراري لأحد مكونات المعادلة من معرفة اختلاف المحتوى الحراري ، يجب علينا تنفيذ الخطوات التالية:

  • 1ا خطوة: تحقق مما إذا كانت المعادلة متوازنة. إذا لم يكن كذلك ، يجب أن تكون متوازنة.

المعادلة التي قدمها التمرين متوازنة ، لذلك لدينا 2 مول من KclO3 في الكاشف ، و 2 مول من بوكل و 3 مول من O2 على المنتجات.

  • 2ا خطوة: احسب كمية المحتوى الحراري للمنتجات (Hp) ، وضرب الكمية بالمول في المحتوى الحراري المقدم ثم أضف النتائج:

ملاحظة: مثل O2 إنها مادة بسيطة ، لذا فإن محتواها الحراري يساوي 0.

Hp = المنتج KCl + المنتج O2

حصان = 2. (+486) + 3. (0)

حصان = +972 + 0

حصان = 972 كيلو جول-1

  • 3ا خطوة: احسب المحتوى الحراري لكاشف KClO3، باستخدام متغير المحتوى الحراري الوارد في البيان ، والمحتوى الحراري للمنتجات المحسوبة في الخطوة السابقة ، في التعبير التالي:

حاF = حصان - ساعة

812 = 972 - 2. (ساعة)

2 ساعات = 972-812

2 ساعة = 160

ساعة = 160
2

Hr = 80 KJ / mol

مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-variacao-entalpia.htm

هل تعرف طقوس التحضير لمشروب يربا ماتي؟

يعتبر الشاي من أكثر المشروبات شهرة حول العالم. على الرغم من أن تحضير الشاي ليس مهمًا ، بالنسبة لل...

read more

باستت ، إلهة الخصوبة ، حامية المرأة

اللحاء كانت حامية الإلهة المصرية القديمة للقطط. كانت ابنة رع إله الشمس. باعتبارها حامية ، كان يُن...

read more

قضية مادلين ماكان تفوز بمشتبه جديد في التحقيقات

ا الحكومة البريطانية أعلنت أنها ستمول عامًا آخر من البحث في قضية مادلين ماكان. اختفت الفتاة الإنج...

read more