كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة واحد جرام من الماء بمقدار1 5م
(من 15 5م إلى 16 5م)
تعريف الجول
الكيلو سعر = 1000سعر (السعر الكبير)
1
4.18
كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة واحد جرام من الماء بمقدار درجة مئوية
الكيلو جول = 1000جول
· الكيلوجول كمية صغيرة جداً من الطاقة.
· الكيلو جول يمكنه فقط تسخين 3سم3 من الماء من درجة الحرارة العادية إلى درجة الغليان.
· الكيلو جول = كمية الحرارة الناتجة من احتراق قطرة واحدة من الكحول الميثيلى.
العلاقة بين الجول والسعر
1 سعر = 4.18 جول
التحويل من جول إلى سعر
الطاقة بالجول
الطاقة بالسعر
4.18
الطاقة بالسعر =
الطاقة بالجول
4.18
التحويل من سعر إلى جول
الطاقة بالجول = الطاقة بالسعر × 4.18
مثال: ما مقدار الشغل المبذول بالجول الذى ينتج كمية من الحرارة مقدارها 4 سعر.
مثال: احسب كمية الحرارة (الطاقة) المتولدة بالسعر عن شغل مبذول مقداره 20.9 جول.
المعادلة الكيميائية الحرارية:
هى معادلة كيميائية متزنة موضح فيها الحالة الفيزيائية والتغيرات الحرارية المصاحبة.
أساسيات كتابة المعادلات الكيميائية الحرارية:
(1) أن تكون موزونة لتحقيق قانون بقاء المادة {المادة لا تفن ولا تستحدث من العدم}
(2) كتابة الحالة الفيزيائية للمتفاعلات والنواتج وذلك أن المحتوى الحرارى للمادة يختلف باختلاف حالتها الفيزيائية.
(3) توضع قيمة التغير فى المحتوى الحرارى فى نهاية المعادلة وتكون وحدة قياسها كيلو جول لكل مول.
عند حساب المحتوى الحرارى للمركبات:
[1] يفترض أن المحتوى الحرارى للمادة العنصرية صفر.
[2] نعين كمية الحرارة المنطلقة أو الممتصة عند تكوين المركب من عناصره.
أولاً: التفاعلات الطاردة للحرارة:
عند تفاعل مول من الكربون مع مول من الأكسجين يتكون مول من ثانى أكسيد الكربون
وتنطلق حرارة مقدارها 383.7 ك جول.
C + O2 CO2 + 383.7 ك جول
طاقة الطرف الأيمن = طاقة الطرف الأيسر (طبقاً لقانون بقاء الطاقة ”الطاقة لا تفن“)
383.7 + س = صفر + صفر
المحتوى الحرارى لثانى أكسيد الكربون (س) = - 383.7 ك جول
وتكتب معادلة التفاعل كما يلى:
C + O2 CO2, = - 383.7 K j
المحتوى الحرارى للنواتج
عند تفاعل مول من الهيدروجين مع مول من اليود يتكون 2 مول من يوديد الهيدروجين مع امتصاص طاقة مقدارها 51.9 كيلو جول.
H2 + I2 2HI + (-51.9 كيلو جول)
طاقة الطرف الأيمن = طاقة الطرف الأيسر
(- 51.9 ) + س = صفر + صفر
س = + 51.9 كيلو جول
وتكتب معادلة التفاعل كالآتى:
H2 + I2 2HI, = + 51.9 K j
المحتوى الحرارى ليوديد الهيدروجين =
51.9
= 25.95 كيلو جول
2
المحتوى الحرارى للمتفاعلات
المحتوى الحرارى للنواتج
الطاقة (كيلو جول)
2 HI
صفر
H2 + I2
51.9
مخطط الطاقة لتفاعل ماص للحرارة
مقارنة بين التفاعل الطارد للحرارة والماص للحرارة
التفاعل الطارد للحرارة
التفاعل الماص للحرارة
يصحبه انطلاق طاقة
يصحبه امتصاص طاقة
المحتوى الحرارى للنواتج أقل من المحتوى الحرارى للمتفاعلات
المحتوى الحرارى للنواتج أكبر من المحتوى الحرارى للمتفاعلات
التغير فى المحتوى الحرارى سالب
H < صفر
التغير فى المحتوى الحرارى موجب
H > صفر
ينتج عنه مركبات طاردة للحرارة وهى ثابتة
ينتج عنه مركبات ماصة للحرارة وهى غير ثابتة
المركبات الناتجة يكون محتواها الحرارى سالب
المركبات الناتجة يكون محتواها الحرارى موجب
التفاعل الكيميائى:
عبارة عن كسر الروابط الموجودة بين ذرات جزيئات المواد المتفاعلة وتكوين روابط جديدة بين ذرات جزيئات المواد الناتجة عن التفاعل.
H – H + Cl – Cl 2 H – Cl
تكوين رابطة كسر رابطة
طاقة الرابطة:
هى مقدار الطاقة اللازمة لكسر هذه الرابطة فى مول واحد من المادة.
ملاحظات:
1 تعتبر طاقة الرابطة مقياس لقوة الارتباط بين الذرات.
(يزداد تماسك الجزئ كلما زادت طاقة الرابطة)
2 طاقة كسر الرابطة تساوى طاقة تكوين نفس الرابطة.
3كسر الرابطة تفاعل ماص للطاقة.
{الإشارة موجبة}(للتغلب على قوى الجذب التى تربط الذرات)
4تكوين الرابطة تفاعل طارد للطاقة.
{الإشارة سالبة}
5 فى التفاعل الطارد للحرارة: طاقة تكوين الرابطة أكبر من طاقة كسر الرابطة.
6فى التفاعل الماص للحرارة: طاقة تكوين الرابطة أقل من طاقة كسر الرابطة.
حساب التغير فى المحتوى الحرارى:
1 وزن المعادلة.
2 نحول المعادلة إلى روابط.
3 نعوض بقيمة طاقة الرابطة.
4 التغير فى المحتوى الحرارى يحسب من العلاقة:
= المجموع الجبرى لطاقة كسر روابط المتفاعلات وطاقة تكوين روابط النواتج.
مثال:
احسب التغير فى المحتوى الحرارى عند اتحاد جزئ من الهيدروجين مع جزئ من الكلور لتكوين 2 جزئ من كلوريد الهيدروجين. علماً بأن طاقة الرابطة فى:
(جزئ H2 =435 ك جول ، جزئ Cl2 =240 ك جول ، جزئ HCl =430 ك جول)
مثال:
احسب H بالكيلو جول للتفاعل الآتى:
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
وهل التفاعل طارد للحرارة أم ماص للحرارة مع ذكر السبب.
إذا علمت أن طاقة الرابطة.
58 ك سعر
Cl – Cl
104 ك سعر
CH3 – H
84 ك سعر
CH3 – Cl
103 ك سعر
H – Cl
الحل:
تكوين
H
|
كسر
H
|
+H – Cl
H – C – Cl
+ Cl – Cl
H – C – H
|
H
|
H
طاقة تكوين الرابطة طاقة كسر الرابطة
103 + 84 58 + 104
- 187 + 162
H = 162 + (- 187)
= - 25 ك سعر
الطاقة بالكيلو جول = الطاقة بالكيلو سعر × 4.18 ك جول
= - 25 × 4.18 = - 104.5 ك جول
مواقع النشر (المفضلة)