الكيمياء الحرارية - حرارة التفاعل

حيث

H_{Pهو مجموع المحتوى الحراري للمنتجات}

H_{Rهو مجموع المحتوى الحراري للمواد المتفاعلة.}

عندما يتم إجراء التفاعل عند ضغط ثابت ، تسمى ΔH حرارة التفاعل. من المعتاد في الكيمياء الحرارية التعبير عن تغيرات الطاقة في التفاعلات من خلال السعرات الحرارية (Kcal). كيلو كالوري يساوي ألف مرة من السعرات الحرارية. من السعرات الحراريةيتوافق مع كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1 جرام من الماء من 14.5 درجة مئوية إلى 15.5 درجة مئوية. وحدة أخرى شائعة في الكيمياء الحرارية هي الجول (J). السعرات الحرارية الواحدة تساوي 4.18 جول.

في التفاعلات الطاردة للحرارة ، ΔH_R> ΔH_Pوبالتالي ΔH سلبية (ΔH_{P - ΔH}R_=-).

في التفاعلات الماصة للحرارة ، ΔH_R< ΔH_Pe لـ isso ΔH موجبة (ΔH_{P - ΔH}R_=+).

نظرًا لأن قيمة ΔH تختلف باختلاف الضغط ودرجة الحرارة والتنوع المتآصل والحالة الفيزيائية ، يجب تحديد هذه في المعادلة الكيميائية الحرارية

عندما لا يُبلغ تفاعل كيميائي حراري عن قيم درجة الحرارة والضغط ، فمن المفهوم أنه يحدث عند 25 درجة مئوية (أو 298 كلفن) ، و 1 ضغط جوي وشكل متآصل والحالة الفيزيائية الأكثر شيوعًا للعنصر أو المركب. يتم تعريف هذا الشرط على أنه معيار في الكيمياء الحرارية.

لنفس المادة:

حسنًا ، يجب أن نضيف الطاقة إلى النظام بحيث تتمتع الجزيئات أو الكتل الأيونية ببعض الحرية وتنتقل من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة. بنفس الطريقة يجب أن نضيف الطاقة إلى النظام بحيث يمكن للجزيئات أو التكتلات الأيونية التحرك بعيدًا عن بعضها البعض ، والانتقال من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية.

الشكل الأكثر ثباتًا من مادة تآثرية هو النوع الذي يحتوي على أقل طاقة وينسب إليه المحتوى الحرارييساوي الصفر (H=0). من المعتاد الإشارة إلى المحتوى الحراري في ظل الظروف القياسية بـ ΔH0.

ثم بالنسبة للأشكال المتآصلة لعنصر الكربون الكيميائي ، سيكون لدينا:

جرافيت H0=صفر (لأنه الشكل الأكثر استقرارًا)

الماس: ΔH0> صفر (لأنه يحتوي على طاقة أكبر من شكل الجرافيت)

المحتوى الحراري أو الحرارة القياسية لتكوين مادة (ΔH⁰_f)

هو تباين المحتوى الحراري أو كمية الحرارة الممتصة أو المنبعثة في تكوين مول واحد من مادة معينة ، بدءًا من المواد البسيطة المقابلة ، وكلها في حالة قياسية.

تمثل المعادلة أدناه تكوين ثاني أكسيد الكربون₂من مواده الأبسط والأكثر استقرارًا. نظرًا لأن التفاعل يستمر في ظل الظروف القياسية ، يمكن تسمية هذه الحرارة بالحرارة القياسية لـ CO_2.

المعادلات أدناه تمثل تشكيل CO₂. الأول من الكربون على شكل الماس ، وهو ليس أكثر أشكال الكربون استقرارًا. يظهر الثاني تشكيل CO₂باستخدام CO كنقطة انطلاق. لا يمكن تسمية درجات الحرارة الناتجة أثناء هذه التفاعلات بالحرارة القياسية لتفاعل تكوين ثاني أكسيد الكربون_2.

المحتوى الحراري أو حرارة احتراق مادة

هو التغير في المحتوى الحراري أو كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكلي لمول واحد من المادة ، مع كلالمواد في الحالة القياسية.

في حالة المواد العضوية ، يعتبر الاحتراق الكامل طالما أن المنتجات الوحيدة هي CO₂و H_{2O. تفاعلات الاحتراق طاردة للحرارة وقيمها ΔH سالبة دائمًا.}

للإيثان لدينا إذن: