المحتوى

• لتخطو
• نصائح

عندما تخلط مكونات كيميائية ، سواء في المطبخ أو في معمل كيميائي ، فإنك تخلق مواد جديدة ، ما نسميه "المنتجات". خلال هذه التفاعلات الكيميائية ، يمكن امتصاص الحرارة من البيئة أو التخلي عنها. يُعرف تبادل الحرارة أثناء تفاعل كيميائي مع البيئة باسم المحتوى الحراري للتفاعل ، ويُسمى ∆H. للعثور على ∆H ، اقرأ المقالة التالية.

لتخطو

1. تحضير المواد المتفاعلة للتفاعل الكيميائي. من أجل قياس المحتوى الحراري للتفاعل بشكل صحيح ، ستحتاج أولاً إلى الحصول على الكمية الصحيحة من كل مادة متفاعلة.
   • افترض ، كمثال ، أنك تريد إيجاد المحتوى الحراري للتفاعل الذي يتكون فيه الماء من الهيدروجين والأكسجين: 2H2 (هيدروجين) + O2 (أكسجين) ← 2H2O (ماء). لأغراض هذا المثال ، افترض أن لدينا 2 مول من الهيدروجين و 1 مول من الأكسجين.
2. نظف وعاء التفاعل. للتأكد من أن التفاعل يحدث بدون تلوث ، قم بتنظيف وعاء التفاعل (عادة المسعر) الذي تريد استخدامه.
3. ضع عصا تحريك ومقياس حرارة في وعاء التفاعل. تحضير الخليط حسب الحاجة وقياس درجة حرارتها عن طريق الضغط على عصا التحريك ومقياس الحرارة في المسعر.
4. صب المواد المتفاعلة في وعاء التفاعل. بمجرد إعداد كل شيء بشكل صحيح ، يمكنك وضع المواد المتفاعلة في المسعر. ثم أغلقه على الفور.
5. قم بقياس درجة الحرارة. باستخدام مقياس الحرارة الذي وضعته في المسعر ، سجل درجة الحرارة على الفور بعد إضافة المواد المتفاعلة.
   • في المثال أعلاه ، افترض أنك وضعت الهيدروجين والأكسجين في المسعر وأغلقه ولاحظت درجة حرارة (T1) تبلغ 150 كلفن (وهي منخفضة جدًا).
6. تواصل مع الرد. امنح المواد بعض الوقت للتفاعل ، وحركها إذا لزم الأمر لتسريعها تمامًا.
7. قم بقياس درجة الحرارة مرة أخرى. عند اكتمال التفاعل ، قم بتسجيل درجة الحرارة مرة أخرى.
   • افترض في المثال أن درجة الحرارة الثانية هي (T2) أو 95K.
8. احسب الفرق في درجة حرارة T1 و T. لاحظت الفرق كـ asT.
   • في المثال قمت بحساب ∆T على النحو التالي:
     ∆T = T2 - T1 = 95 ك - 185 ك = -90 ك
9. حدد الكتلة الكلية للمواد المتفاعلة. إذا كنت تريد حساب الكتلة الكلية للمواد المتفاعلة ، فأنت بحاجة إلى الكتلة المولية لمكوناتك. الكتلة المولية ثابتة. يمكنك العثور عليها في الجداول الدورية القياسية أو جداول الكيمياء الأخرى.
   • في المثال أعلاه ، تستخدم الهيدروجين والأكسجين ، اللذان لهما كتل مولارية 2 جم و 32 جم على التوالي. نظرًا لأن لديك 2 مول من الهيدروجين واستخدمت مولًا واحدًا من الأكسجين ، يمكنك حساب الكتلة الكلية للمواد المتفاعلة على النحو التالي:
     2x (2 جم) + 1x (32 جم) = 4 جم + 32 جم = 36 جم
10. احسب المحتوى الحراري للتفاعل. بمجرد القيام بذلك ، يمكنك تحديد المحتوى الحراري للتفاعل. تبدو الصيغة كما يلي: ∆H = (m) x (s) x (T)
    • في الصيغة ، م هي الكتلة الكلية للمتفاعلات ؛ s هي الحرارة النوعية ، والتي تكون أيضًا ثابتة لكل عنصر أو مادة مركبة.
    • في المثال أعلاه ، المنتج النهائي هو الماء ، مع حرارة محددة تبلغ 4.2 JK-1 g-1. وبالتالي يمكن حساب المحتوى الحراري للتفاعل على النحو التالي:
      ∆H = (36 جم) × (4.2 JK-1 جم -1) × (-90 كلفن) = -13608 J
11. قم بتدوين النتيجة. إذا كانت علامة إجابتك سلبية ، فهذا يعني أن التفاعل طارد للحرارة: يتم فقد الحرارة في البيئة. إذا كانت علامة الإجابة موجبة ، يكون التفاعل ماصًا للحرارة: يتم امتصاص الحرارة من البيئة.
    • في المثال أعلاه ، الإجابة الأخيرة هي -13608 J. لذا فهذا تفاعل طارد للحرارة يستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة.

نصائح

• تتم هذه الحسابات بوحدة كلفن (ك) - مقياس لقياس درجة الحرارة تمامًا مثل الدرجة المئوية. إذا كنت تريد تحويل كلفن إلى سلزيوس ، فقم فقط بإضافة 273 درجة: K = C + 273.