الدرس: 1-12-1 انثالبي التكوين القياسية

انثالبي التكوين القياسي ΔH_f

هي الحرارة المنبعثة أو الممتصة واللازمة لتكوين مول واحد من مركب من عناصره الأساسية المتواجدة بأثبت صورها في الظروف القياسية 25C̊ و 1atm ووحداتها: KJ/ mol

ملاحظات:

1. الكبريت المعيني أثبت من الكبريت الموشوري.
2. الكرافيت أثبت من الماس.
3. الفسفور الأبيض أثبت من الفسفور الأحمر واليود الصلب أثبت من بخار اليود.
4. ΔH_f للعناصر الحرة وبأثبت صورها = صفر مثل Fe, Hg, C(graphite) للعناصر الحرة وبأثبت صورها = صفر مثل إلخ.
5. المعادلة الحرارية التي تحقق شروط الأنثالبي القياسي للتكوين ΔH_f تمثل تكوين مول واحد من المادة ومن عناصرها الأساسية بأثبت صورها عند ظروف قياسية 25C̊ و 1atm
6. حرارة تفكك مركب تساوي حرارة تكوينه ولكن بعكس الإشارة (حسب قانون لابلاس).

يلاحظ دائماً ظهور كسور في المعادلة الكيميائية.

بسبب كتابة المعادلة الكيميائية التي تمثل تكوين مول واحد من المركب المراد تكوينه لذا نلجأ إلى تغيير مولات المواد المتفاعلة.

ملاحظة: لكتابة معادلة تكوين مول واحد من أي مركب أكتب المركب المعني يمين سهم المعادلة وأكتب عناصره الأساسية بأثبت صورها يسار السهم بحيث تفصل بينهم بالإشارة (+) ثم وازن عناصره الأولية فقط.

مثال للتوضيح: كتابة معادلة تكوين مول واحد من حامض الكبريتيك من عناصره الأساسية:

${\mathrm{H}}_2+2{\mathrm{O}}_2+{\mathrm{S}}_{\text{rhombic }}\to {\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4$

عندما يطلب أنثالبي التكوين القياسي فإنه يعني حرارة التكوين التي تصاحب تكوين مول واحد من المادة.

وضح السبب إن أنثالبي التفاعل القياسي للتفاعل التالي يساوي أنثالبي التكوين القياسي

C (graphite) + O_{2 (g)} $\to$CO_{2 (g)} ΔH_f = - 394 KJ

لأنه يحقق الشرطين بتكوين مول واحد من CO_{2 (g)} من عناصره الأساسية وبأثبت صورها.

وضح السبب إن أنثالبي التفاعل القياسي للتفاعل التالي لا يساوي أنثالبي التكوين القياسي

4 Fe _(s) + 3O_{2 (g)} $\to$ 2Fe₂0_{3(s )} ΔH_f = - 1625KJ

لأن الناتج هو 2mol من 2Fe₂0_3(s)

العلاقة بين أنثالبي التفاعل القياسي وأنثالبي التكوين القياسي للمركب:

$x\mathrm{\Delta }{H}_f^{\circ }=\mathrm{\Delta }{H}_r^{\circ }$ عدد المولات المتكونة من المركب.

هذه العلاقة تستخدم فقط في معادلة تكوين مركب من عناصره الأولية بأثبت صورها.

إذا علمت أن أنثالبي التكوين القياسية للبنزين C₆H₆ تساوي ΔH_f(C₆H₆) =- 49 kJ/mol أكتب المعادلة الكيميائية الحرارية للتفاعل بحيث تكون ΔHf ̊ مساوية إلى ΔH_f(C₆H₆)

لابد أن يتكون مول واحد من C₆H₆ من عناصره الأساسية بأثبت صورها عند الظروف القياسية 25C̊ وضغط 1atm.
6 C (graphite) + 3H_{2 (g)} $\to$ C₆H_{6 (L)} ΔH_f= - 49 KJ/mol

${\mathrm{\Delta H}}_{\mathrm{r}}^{\circ }={\mathrm{\Delta H}}_{\mathrm{f}}^{\circ }\left({\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_6\right)=49\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$

احسب أنثالبي التفاعل القياسية ΔH_r للتفاعل التالي إذا علمت أن أنثالبي التكوين القياسية لفلوريد الهيدروجين HF تساوي ΔH_f(HF) =- 271 kJ/mol

H₂ + F₂ $\to$ 2HF

$\begin{array}{r}{{\mathrm{\Delta H}}^{\circ }}_{\mathrm{r}}={\mathrm{\Delta H}}^{\circ }\mathrm{f}\times \mathrm{nmol}\\ \\ {\mathrm{\Delta H}}_{\mathrm{O}}=-271\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}\times 2\mathrm{mol}\\ \\ {{\mathrm{\Delta H}}^{\circ }}_{\mathrm{r}}=-542\mathrm{kJ}\end{array}$

وضّح أي من التفاعلات التالية تساوي قيمة أنثالبي التفاعل القياسية لها قيمة أنثالبي التكوين القياسية للمركبات المتكونة؟

1----------- 4Fe _(s) + 3O_{2 (g})$\to$ 2Fe2O_{3(s )} ΔH_r = - 1625KJ
2----------- C _(graphite) + O_{2 (g)} $\to$ CO_{2 (g)} ΔH_r = - 394 KJ
3------------ CO_(g) + 1/2 O_2(g) $\to$ CO_{2 (g)} ΔH_r = - 283KJ

التفاعل (1) لا تساوي أنثالبي التفاعل القياسية له إلى أنثالبي التكوين القياسية للمركب Fe₂O₃ لأن الناتج هو 2mole.

التفاعل (2) تساوي أنثالبي التفاعل القياسية له إلى أنثالبي التكوين القياسي للمركب CO₂ وذلك لأنه يحقق الشرطين بتكوين مول واحد من CO₂ من عناصره الأساسية بأثبت صورها.
التفاعل (3) لا تساوي ΔH_r له الى ΔH_f( CO) المتفاعلة ليست عناصر باثبت صورها لأنه CO مركب.

الجواب التفاعل: 2

احسب أنثالبي التفاعل القياسي للتفاعل:

Al _(s) + 3O_{2 (g)} $\to$ 2Al₂O₃

إذا علمت أن أنثالبي التكوين القياسي لأوكسيد الألمنيوم تساوي: - 1670KJ / mol

$\begin{array}{r}{\mathrm{\Delta H}}_{\mathbf{r}}^{\circ }={\mathrm{\Delta H}}_{\mathrm{f}}^{\circ }\times \mathrm{nmmol}\\ \\ {\mathrm{\Delta H}}_{\mathbf{r}}^{\circ }=-1670\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}\times 2\mathrm{mol}\\ \\ {\mathrm{\Delta H}}_{\mathbf{r}}^{\circ }=-3340\mathrm{kJ}\end{array}$

وضّح السبب في أن أنثالبي التفاعل القياسي للتفاعل التالي يساوي أنثالبي التكوين القياسي:

C _(graphite) + O_{2 (g)} $\to$ CO2 _(g) ΔH_r = - 394 KJ

لأنه يحقق الشرطين بتكوين مول واحد من CO2 من عناصره الأساسية وبأثبت صورها.

إذا علمت أن أنثالبي التكوين القياسي ل HBr من عناصره الأساسية 35.5KJ / mol أكتب المعادلة الحرارية بحيث تكون ΔH_r = - 73 KJ

$x\mathrm{\Delta }{H}_f^{\circ }=\mathrm{\Delta }{H}_r^{\circ }$عدد المولات المتكونة من المركب.

عدد المولات المتكونة=2mol

H_2(g) + Br_2(L) $\to$ 2HBr (g) ΔH_r = - 73 KJ

وضح السبب في أن أنثالبي التفاعل القياسي للتفاعل التالي لا يساوي أنثالبي التكوين القياسي 4Fe _(s) + 3O_{2 (g)} $\to$ 2Fe₂0_{3(s )} ΔH_r= - 1625KJ

لأن الناتج هو 2mol من Fe₂0_3(s)