مامعنى حرارة التكوين القياسية.. ماهو المقصود بحرارة التكوين القياسية

مامعنى حرارة التكوين القياسية.. ماهو المقصود بحرارة التكوين القياسية

مامعنى حرارة التكوين القياسية.. ماهو المقصود بحرارة التكوين القياسية,  التغير في المحتوى الحراري عند تكون مول واحد من مركب في حالته القياسية .

التفاعلات الكيميائية وخاصة التفاعلات التي يتم من خلالها تكوين أو احتراق منتج لتكوين مواده الأولية تحتاج إلى

حرارة لإتمامها، وغالبًا ما ينتج حرارة أيضًا من هذه التفاعلات، وبجانب هذا تؤدي جميع التفاعلات إلى تكوين نواتج

من المواد المتفاعلة ومن بين جميع المتفاعلات التي تحدث يقوم بعضها بامتصاص الطاقة بينما ينتج عن بعضها

قدر كبير من الطاقة حيث أن هناك تفاعلات طاردة للحرارة وتفاعلات ماصة، ويتم تصنيفها على كميات الطاقة

الناتجة والممتصة.

يكون هناك تغير دائم في المحتوى الحراري للتفاعل فالحرارة التي بُدء بها التفاعل لن تبقى كما هي عند انتهاء

التفاعل فربما تنقص وربما تزيد لذلك هذا التغيير الحاصل للحرارة يسمى المحتوى الحراري للتفاعل، وهناك محتوى

حراري للتكوين ومحتوى حراري لتفكيك الرابطة والمحتوى الحراري للاحتراق والكثير من الأوصاف للمحتوى

الحراري للتفاعلات الكيميائية المختلفة، وكما يوجد محتوى حراري للتكوين فإنه بالتأكيد له نوعًا قياسيًا أو عندما

يصل لمرحلة ما يتم إطلاق حرارة التكوين القياسية عليه.

المحتوى الحراري القياسي للتكوين أو حرارة التكوين الرئيسية هي عبارة عن تغير المحتوى الحراري بين

المتفاعلات والنواتج عندما يتكون مول واحد قياسي من المركب المراد تكوينه من عناصره الأكثر استقرارًا،

والمحتوى الحراري القياسي للتكوين هو في الأساس حالة خاصة من المحتوى الحراري للتكوين للتفاعل

المقصود.

عندما يتحد اثنان أو أكثر من المواد المتفاعلة لتشكيل مول واحد من المنتج، يكون هذا تفاعل تكوين، وأشهر الأمثلة

على هذا هو تفاعل تكوين بروميد الهيدروجين من الهيدروجين والبروم، وعادة ما تكون درجة الحرارة القياسية

لتكوين المركب المراد من المواد المكونة له في صورتها الطبيعية 25 درجة مئوية ويكون الضغط مساويًا

1 ضغط جوي، ويحسب المحتوى الحراري للتكوين من خلال حساب الطاقة الحرارية لكل عنصر شارك في التفاعل

وذلك باستخدام قانون هس.[1]

[2]المحتوى الحراري القياسي للتكوين

التفاعلات الكيميائية كثيرة ومختلفة، ومن بين هذه التفاعلات الكيميائية يوجد تفاعلات نشطة للغاية بدون احتراق

أو اشتعال، مثل تفاعل الألومنيوم مع أكسيد الحديد لتكوين أكسيد الألومنيوم والحديد المصهور، حيث أن هذا

التفاعل هو تفاعل مذهل طارد للحرارة حيث يتم فيه إطلاق كميات هائلة من الحرارة لتكفي لإذابة قفل مصنوع من

مادة حديدة.

إذا لاحظت أن التفاعل ليس تفاعلًا انفجاريًّا لأنه لا يوجد به غاز فقد أدركت المعلومة، حيث أن هذه التفاعلات تنتج كميات هائلة من الحرارة، وهذا يسوقنا إلى المحتوى الحراري القياسي للتكوين والذي يتم تعريفه على أنه التغير الحاصل في المحتوى الحراري للتفاعل عند تكوين مول واحد من المركب في الظروف القياسية والتي يشار إليها في في المعادلات الكيميائية برمز °f.

من خلال ملاحظة الكثير من تفاعلات التكوين فإن معظم المحتوى الحراري للتكوين سالب، وهذا يعني أن معظم المركبات المتكونة من عناصرها في الظروف القياسية طاردة للحرارة، وعادة ما يتم إعطاء قيمة صفرية لطاقة العناصر المكونة للمركبات من خلال التفاعلات، وهذا لأن العلماء مدركون لأن الطاقة لا تكون صفرية أبدًا لأي عنصر، ولكن على أساس أن هذه العناصر وجدت في الأرض بشكل طبيعي أي لم تتكون بنفسها أو من خلال تفاعلات.

تستخدم هذه الأصفار للمقارنة، لمعرفة مقدار الطاقة المتكونة من التفاعلات، حيث أن قانون الطاقة ينص على أن الحرارة التي يتم نقلها إلى النظام تساوي تغيير الطاقة الداخلية للنظام، وتوجد كميات طاقة داخلة وخارجة لذلك لا بد من المقارنة ومعرفة الفرق في الطاقة والنسب المتكونة في للمركبات الناتجة من التفاعل.[3]
المحتوى الحراري لأنواع مختلفة من التفاعلات

المحتوى الحراري

القياسي للاحتراق.
المحتوى الحراري

للانحلال.
المحتوى الحراري

لتفاعلات تكسير للرابطة.
المحتوى

الحراري الشبكي.
المحتوى الحراري للمحلول

المحتوى الحراري للتكوين أو المحتوى الحراري في المطلق

من الأشياء والمصطلحات المعروفة، وهو المصطلح المعبر عن التغير في المحتوى الحراري بعد الانتهاء من التفاعل

، وتمت ملاحظة أن المحتوى الحراري للمكونات يظل ثابتًا مهما حدث تبعًا لقانون هيس في التفاعلات الكيميائية المختلفة، حيث أن المحتوى الحراري القياسي للتفاعل هو مجموع المحتوى الحراري القياسي للتفاعلات الوسيطة والتي يمكن تقسيم التفاعل الكيميائي الصافي أبيها عند نفس درجة الحرارة، وهناك الكثير من التعبيرات عن المحتوى الحراري للأنواع المختلفة من التفاعلات وهي:

المحتوى الحراري القياسي للاحتراق: تفاعلات الاحتراق

هي عبارة عن تفاعلات طاردة للحرارة بطبيعتها لذلك

تستخدم في صناعة الصواريخ وأعمال الحياة الاخرى التي تطلب الحرارة، ويتم تعريف المحتوى الحراري القياسي لتفاعلات الاحتراق على أنه تغير المحتوى الحراري عندما يخضع مول واحد من المادة للاحتراق عند درجة حرارة ثابتة.

المحتوى الحراري للانحلال: يتم تعريف المحتوى الحراري

للانحلال على أنه التغيير في المحتوى الحراري عند كسر

واحد مول من الروابط بالكامل للحصول على ذرات في الطور الغازي، في حالة وجود جزيئات ثنائية الذرة، و المحتوى الحراري هذا يسمى بالمحتوى الحراري لتفكيك الرابطة.

المحتوى الحراري لتفاعلات تكسير للرابطة: يعرف المحتوى الحراري

لتفاعلات تكسير الرابطة بأنه التغير في المحتوى الحراري في التفاعلات التي يتم فيها تكسير رابطة في مركب للحصول على عناصره الرئيسية، ويتم استخدامه بكثرة في نطاق الروابط التي توجد بين المركبات.

المحتوى الحراري الشبكي: المحتوى الحراري الشبكي للمركب الأيوني هو عبارة عن التغير في المحتوى الحراري الذي يحدث عندما يفصل مول واحد من مركب أيوني في أيوناته

في الحالة الغازية لأنه من المستحيل تحديد المحتوى الحراري الشبكي مباشرة عن طريق التجربة التي يمكننا استخدامها بطريقة غير مباشرة.

المحتوى الحراري للمحلول: المحتوى الحراري للمحلول يتم تعريفه على أنه التغير الحاصل في المحتوى الحراري عندما يذوب واحد مول منه في كمية محددة من المذيب، ويكون المحتوى الحراري للمحلول عند التخفيف اللانهائي هو التغيير في المحتوى الحراري الملاحظ عند إذابة المادة المرادة بكمية غير محدودة من المذيب عند التفاعل بين الأيونات التي لا تكاد تذكر.
في ماذا يستخدم قانون هس

قياس كمية الطاقة الثابتة في التفاعل .

قانون هيس ويعرف في بعض المراجع أيضًا بقانون هيس لحالات التجميع الحراري الثابتة عند درجة حرارة ثابتة حيث اعتقد هيس أن درجة الحرارة للتفاعل الكيميائي تظل ثابتة بعيدًا عن المواد المتفاعلة وطبيعة التفاعل وكذلك المنتج النهائي المتكون، وواضع هذا القانون هو جيرمان هنري هيس وهو كيميائي روسي وهو أول من صرح بأن الحرارة الممتصة والمنتجة في أي تفاعل كيميائي كمية ثابتة ومستقلة عن مسار التفاعل أو عدد الخطوات المأخوذة للحصول على المنتج، ويمكن اعتبار قانون هيس جزء من قانون الديناميكا الحرارية وليس قانونًا منفصلًا.

يعتمد قانون هيس لقياس درجات الحرارة الثابتة بشكل أساسي على طبيعة وظيفة الحالة في المحتوى الحراري

والقانون الأول للديناميكا الحرارية، حيث أنه يعتبر أن الطاقة الحرارية لجزيء هي حالة ووظيفة، لذلك فإن المحتوى

الحراري لجزيئات المواد المتفاعلة والمنتج ثابت مهما اختلف مسار التكوين، وينص القانون الأول للديناميكا الحرارية

على أن الطاقة الكلية قبل وبعد التفاعل يجب أن تكون متساوية، ويعني هذا أن الطاقة الإجمالية للمواد المتفاعلة

في التفاعل الكيميائي لا بد أن تكون مساوية للطاقة الإجمالية الناتجة من التفاعل.[5]