طاقات الروابط والقيوريمترا
| English | العربية |
|---|---|
| bond energy/bɒnd ˈenədʒi/ | طاقة الرابطة |
| endothermic/ˌendəʊˈθɜːmɪk/ | ماص للحرارة |
| exothermic/eɡzəˈðɜːmɪk/ | طارد للحرارة |
| specific heat capacity/spəˈsɪfɪk hiːt kəˈpæsɪti/ | السعة الحرارية النوعية |
| calorimetry/ˌkælɔːˈrɪmətri/ | قياس الحرارة |
عدّ الطاقة في الروابط
- أثناء التفاعل، تنكسر الروابط القديمة وتتكون روابط جديدة.
- التكسر يأخذ طاقة للداخل؛ التكوين يعطي طاقة للخارج.
- يمكننا أيضاً قياس $\Delta H$ في المختبر.
أي عبارة صحيحة؟
تحتاج الطاقة لكسر الروابط وتحرر عند تكوينها؛ ΔH هو الفرق.
كسر الروابط ماص للحرارة وتكوينها طارد للحرارة.
ΔH = الروابط المكسورة − الروابط المكوّنة.
حسابات طاقة الرابطة
- تكسر الرابطة هو تفاعل ماص للحرارة؛ تكوين الرابطة هو تفاعل طارد للحرارة.
- طاقة الرابطة هي الطاقة اللازمة لكسر مول واحد من الرابطة (في الحالة الغازية) — وهي دائماً موجبة.
- بعض القيم دقيقة؛ وأخرى متوسطة لعدد كبير من الجزيئات، لذا فإن الإجابة تكون تقريبية.
تكسر الروابط تمتص الطاقة وتكوينها يحررها
طاقة دخل، طاقة خروج
ΔH = (طاقة كسر الروابط) − (طاقة إطلاق تكوين الروابط). عدّل طاقة التنشيط والتغير الكلي لمقارنة مخططات طارد وماص للحرارة.
باستخدام طاقات الروابط، يساوي ΔH التفاعل:
ΔH = Σ(الروابط المكسورة) − Σ(الروابط المكوّنة)؛ الطاقة الداخلة للكسر مطروحاً منها الطاقة الخارجة للتكوين.
لماذا حسابات استخدام طاقات الروابط المتوسطة تقريبية فقط؟
طاقات الروابط المتوسطة هي متوسطات عبر جزيئات عديدة، لذا لا تطابق أي جزيء فردي بدقة.
القياس في المختبر
- عندما تسخن تفاعل كتلة معروفة من المحلول، فإن الحرارة المنتقلة تكون:
- ($m$ = الكتلة، $c$ = السعة الحرارية النوعية، $\Delta T$ = التغير في درجة الحرارة.) ثم لكل مول:
- الإشارة السالبة تجعل $\Delta H$ سالباً عندما ترتفع درجة الحرارة (تفاعلات طاردة للحرارة).
احتراق الوقود تفاعل طارد للحرارة يحرر الطاقة للمحيط
يتم حساب الحرارة المنتقلة لمحلول باستخدام:
q = mcΔT (الكتلة × السعة الحرارية النوعية × تغير درجة الحرارة)؛ ΔH لكل مول = −mcΔT/n.
طابق كل فكرة بما تعنيه.
يربط كل بند المصطلح بمعناه الصحيح.
حساب طاقة الرابطة
مثال محلول. ΔH = (الروابط المكسورة) − (الروابط المكونة). إذا كان الكسر يحتاج +1500 كيلوجول والتكوين يحرر −1800 كيلوجول، فإن ΔH = 1500 − 1800 = −300 كيلوجول/مول (طارد للحرارة).
قياس التغير في درجة حرارة كتلة معروفة من المحلول
لقد فهمت الأمر
- كسر الروابط عملية ماصة للحرارة؛ وتكوين الروابط عملية طاردة للحرارة.
- $\Delta H_r = \sum(\text{bonds broken}) - \sum(\text{bonds made})$
- متوسط طاقات الروابط يعطي إجابة تقريبية فقط.
- قياس الحرارة: $q = mc\Delta T$، ثم $\Delta H = -\dfrac{mc\Delta T}{n}$