الدرس: 1-10 المعادلة الكيميائية الحرارية

هي معادلة كيميائية موزونة تعبّر عن التفاعلات الكيميائية أو التغيرات الفيزيائية وتختلف كتابتها عن كتابة المعادلات الأخرى فهي لابد أن تبيّن:

• إشارة أنثالبي التفاعل، فإذا كانت موجبة فالتفاعل الكيميائي أو التغير الفيزيائي ماصاً للحرارة، أما إذا كانت الإشارة سالبة فالتفاعل أو التغير باعثاً للحرارة، كما يمكن تضمين الحرارة الممتصة بوضعها ضمن المواد المتفاعلة (الطرف الأيسر) في المعادة الحرارية وتضمين الحرارة المنبعثة بوضعها ضمن المواد الناتجة (الطرف الأيمن) في المعادلة الحرارية، مثال ذلك:

تفاعل كيميائي باعث للحرارة:

${\mathrm{H}}_{2\left(\mathrm{g}\right)}+1/2{\mathrm{O}}_2\left(\mathrm{g}\right)\to {\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\text{(I) }}{\mathrm{\Delta H}}^{\circ }=-286\mathrm{KJ}$

تفاعل ماص للحرارة:

$2{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\left(\mathrm{l}\right)}\to 2{\mathrm{H}}_2+{\mathrm{O}}_2{\mathrm{\Delta H}}_{\circ }^{\circ }=+572\mathrm{KJ}$

تفاعل باعث للحرارة:

${\mathrm{C}}_{\text{(graphite) }}+{\mathrm{O}}_2\text{ (g) }\to {\mathrm{CO}}_2\left(\mathrm{g}\right)+394\mathrm{KJ}$

تحول فيزيائي ماص للحرارة:

${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\mathrm{s}}+6\mathrm{KJ}\to {\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\mathrm{L}}$

تحول فيزيائي باعث للحرارة:

${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\mathrm{L}}\to {\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\mathrm{S}}+6\mathrm{KJ}$

• الحالة الفيزيائية للمواد المتفاعلة والمواد الناتجة من التفاعل باستخدام الحروف التالية: للغاز (g)، للسائل (ℓ)، للصلب (s)، للمحلول المائي (aq)، لأن قيمة $\mathrm{\Delta H}$ تعتمد على الحالة الفيزيائية لها مثال:

${\mathrm{C}}_5{\mathrm{H}}_{12\left(\ell \right)}+8{\mathrm{O}}_2\left(\mathrm{g}\right)\to 5{\mathrm{CO}}_2\left(\mathrm{g}\right)+6{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\text{(l) }}{\mathrm{\Delta H}}_{\mathrm{r}}^{\circ }=-3523\mathrm{KJ}/\mathrm{mol}$

• عند عكس المعادلة الحرارية يجب تغيير إشارة قانون لابلاس الذي ينص على: إن كمية الحرارة الممتصة لتفكك مركب إلى عناصره الأولية تكون مساوية لكمية الحرارة المنبعثة عند تكوينه من تلك العناصر تحت نفس الظروف.

$\begin{array}{r}1/2\mathrm{H}2+1/2\mathrm{Cl}2\to \mathrm{HCl}.\mathrm{\Delta Hr}=-92,3\mathrm{kj}\\ \\ \mathrm{HCl}\to 1/2\mathrm{H}2+1/2\mathrm{Cl}2.\mathrm{\Delta Hr}=+92,3\mathrm{kj}\end{array}$

• عند ضرب أو قسمة طرفي المعادلة بمعامل عددي معين يجب أن تجري نفس العملية على قيمة الأنثالبي.

يستوجب ذكر الحالة الفيزيائية للمادة الداخلة في التفاعل والناتجة منه عند كتابة المعادلة الحرارية، لأن كمية الحرارة المتحررة أو الممتصة تتغير بتغير الحالة الفيزيائية لمواد التفاعل، فمثلاً أنثالبي تكوين سائل الماء تساوي 286KJ/ mol - بينما، أنثالبي تكوين بخار الماء تساوي 242kj/mol-.