بحث عن المعادلات الكيميائية الحرارية جاهز للطباعة
بحث عن المعادلات الكيميائية الحرارية جاهز للطباعة، تعد الكيمياء الحرارية هي أحد فروع الكيمياء والتي تهتم بشكل كبير بدراسة أهم الخصائص الحرارية للتفاعلات الكيميائية، كما ترتكز الكيمياء الحرارية على تبادل الحرارة المرافق لكل التحولات.
وعلى سبيل المثال تحول الحالة وتحول التفاعلات الكيميائية وكذلك الاختلاط ويتم احتساب نسب هذه الكميات بحساب سعة الحرارة وحرارة التشكيل وحرارة الاحتراق.
مقدمه بحث عن المعادلات الكيميائية الحرارية جاهز للطباعة
يعتبر مؤسس الكيمياء الحرارية العلم الذي يسمى ب مارسلين برثلوت والذي قام بتجربة لقياس تلك القيمة الحرارية للوقود وذلك في عام 1881، ثم تطورت بعد ذلك بدرجة كبيرة وذلك في القرن العشرون.
كما ساعد تطبيقه للمبدأ الثاني للديناميكا الحرارية على تلك المجموعات الكيميائية إلى توقه ما يسمى بمنحى التفاعل، وكذلك القدرة على تحديد حاله التكافؤ الكيميائي.
شاهد أيضًا: مراحل تطور علم الكيمياء عبر التاريخ
ما هي المعادلة الكيميائية الحرارية
هي تلك المعادلة الكيميائية التي بتكون في حاله متزنة يظهر بها التغييرات الحرارية المصاحبة وكذلك يتضح بها الحالة الفيزيائية.
ما هي أساسيات كتابة المعادلات الكيميائية الحرارية
- لابد أن تكون المعادلات الكيميائية الحرارية موزونة جدًا حتى يتم تحقيق قانون بقاء المادة فالمادة لا تفن ولا تستحدث من العدم.
- يوضع في نهاية المعادلة قيمه التغير الحادثة في المحتوى الحراري وبتكون وحدة قياس قيمه التغير كيلو جول لكل مول.
- المحتوى الحراري الخاص بكل مادة يختلف وفقًا لاختلاف حالتها الفيزيائية مما يتطلب كتابة تلك الحالة الفيزيائية للنواتج والمتفاعلات.
ما هو المقصود بالكيمياء الحرارية
هي دراسة تلك التغيرات الحرارية الحادثة التي تصاحب تلك التفاعلات الكيميائية، كما تختزن تلك الطاقة الكيميائية في المادة في صورة:
- الذرة المفردة.
- الجزيء.
- بين الجزيئات
من المعروف أن النواة تدور حولها مجموعه من الالكترونات وتكون موجودة في عدد من الأغلفة الالكترونية ومن هنا بيكون للإلكترون في أي مستوى من مستويات الطاقة نوعان اثنان من الطاقة وهما:
- طاقة وضع: -فهي الطاقة التي تحدث نتيجة جذب النواة وهي عبارة عن ارتباط الكتروني بالنواة.
- طاقة حركة: هي الطاقة الناتجة من دوران الإلكترون حول النواة.
قوانين الكيمياء الحرارية ترتكز على اثنان من القوانين وهي كالتالي:
أولًا: قانون لافوازييه ولابلاس والذي طبق عام ألف وسبعمائة واثنان وثمانون وينص هذا القانون على أن تبادل الحرارة التي صوحبت التحول يساوى عكس تبادل الحرارة المصاحبة لتلك التحول الحادث في الجهة المعاكسة.
ثانيًا: قانون هيس والذي طبق عام ألف وثمانمائة وأربعون وينص هذا القانون على أن تبادل الحرارة التي صوحبت التحول هو ذاته في حاله انه قد يحدث في عملية واحدة أو من خلال عدة خطوات.
شاهد أيضًا: أدوات مختبر الكيمياء واستخداماتها
تعريف الحرارة
الحرارة هنا هي عبارة عن كمية الطاقة الحرارية، بينما درجة الحرارة هي عبارة عن مقدار تغيير درجة حرارة الجسم أو درجة برودة الجسم وللتعرف على الفرق بين كلا المصطلحان فإننا نقول:
- انه عندما يحدث تفاعل ما ينتج عنه توليد كمية معينه من الحرارة حيث انه التفاعلات الناتجة للحرارة ومن هنا يرمز له بإشارة السالب.
- وانه عندما يحدث تفاعل ما يحدث خلاله امتصاص كمية معينه من الحرارة حيث انه امتصاص ماص للحرارة ويرمز هنا بالرمز أو الإشارة الموجبة.
- وعندما يحدث عملية تفاعل ما ينتج عنه عدم توليد أو امتصاص لكمية الحرارة فإنه يعد تفاعل محايدًا حراريًا.
- وتتم عملية القياس هنا لكمية معينه من الحرارة داخل هذا المسعر سواء كان هذا تحت ضغط ثابت أو حجم ثابت أي في كلتا الحالتان.
كمية حرارة التفاعل
انه في خلال عملية التفاعل الكيميائي فتقوم هنا المجموعة الكيميائية بتبادل نوع معين من الطاقة أو الحرارة مع الوسط الخارجي وذلك على شكل كمية الحرارة.
كما يرمز لكمية الحرارة هنا برمز Q ولكن يرمز للوحدة الخاصة بها في النظام العالمي للوحدات هي الجول J.
ومن خلال ظروف التفاعل التجريبية وكذلك نواتج التفاعل فإنه يتم تحديد الطاقة:
- عند ضغط ثابت أو أثناء عملية تفاعل عملية.
- ومن هنا يتم إثبات الديناميكيات الحرارية على أن تلك الكمية الحرارية تعد تلك التغير الحادث في تلك الطاقة الداخلية.
- بينما عندما يحدث ضغط ثابت أي يحدث تحولًا معزولًا بشكل فعلى.
- فتعد في هذه الحالة كمية الحرارة هي تلك التغير الحادث في عملية الاحتواء الحراري للتفاعل الحادث.
- ومن أمثله ذلك العديد من الحالات مثل تلك التفاعلات التي تم تطبيقها على الهواء الحر.
- ومن هنا فإن عملية الاحتواء الحر أو طاقة التفاعل الحرة يتم الإشارة لها بالرمز G.
- وهى تعد كدالة عن الحالة الأساسية من اجل القيام بدراسة توازن التفاعل أو تحديد التفاعل الكيميائي.
- ومن هنا نوضح إلى انه يمكن التقليل في عملية تحول في حاله الضغط الثابت أو الحجم الثابت وذلك وفقًا للمبدأ الثاني من الديناميكا الحرارية.
- ومن هنا نوضح أن الطاقة الحرة بيتم تحديدها وفقا لمنحنى التوازن.
- وفقا أيضًا لتفاعل طبق على ضغط أو حجم ثابتان.
- وفى نهاية الأمر بنصل إلى مستوى الحد الأدنى لها بحيث لا تتغير ومن خلالها بتتم عملية التوازن الكيميائي.
مجموعه من المصطلحات يجب التركيز عليها عند كتابة حرارة التفاعل
- حرارة التفاعل توافق كمية محددة من تلك المواد المنتجة أو المواد المتفاعلة.
- وتلك الكمية تظهر في معادله التفاعل، أي انه عند مضاعفة أمثال هذه المعادلة يتطلب مضاعفة الحرارة المرافقة أيضًا.
- وعندما تكون هناك حاله تشكل على هيئة مركب بدءًا من مجموع عناصره.
- مما ينتج مول واحد من المركب يؤخذ طلبيه التشكل المعيارية.
- يتم كتابة القيمة التي توافق الاتجاه المباشر بحاله تسمى التفاعل المعكوس.
- يجب علينا أن نقوم بتحديد تلك الحالة الفيزيائية لكل مادة في التفاعل الكيميائي أو الحراري سواء كانت المادة سائله أو مادة صلبة أو مادة غازية.
- تعد درجة الحرارة مساوية في حاله لم تذكر درجة الحرارة التي يتم عندها عملية التفاعل.
- أي أن المواد المتفاعلة أخذت بالفعل في هذه الدرجة مثل النواتج النهائية.
- بينما في حاله عملية التفاعل فيمكن أن تتغير تلك الدرجة المجملة في أي اتجاه.
يجب مراعاه العوامل التالية عند كتابة الكيمياء الحرارية
- أولًا: تعد في المعادلة عدد المولات تشير إليها أرقام تسمى أرقام التوازن.
- ثانيًا: يجب كتابة حاله كل مادة في التفاعل حيث أن المحتوى الحراري لتلك المادة تابع لحالتها.
- ثالثًا: وبما أن المحتوى الحراري في المعادلة بيكون تابع لدرجة الحرارة.
- لذلك يجب علينا ذكر درجة الحرارة في هذه المعادلة في حاله أن درجة الحرة غير درجة الحرارة الغير متفق عليها وهي 25 درجة مئوية.
- رابعًا: لقد أكد العلماء وتم الاتفاق فيما بينهم على انه يجب كتابة المحتوى الحراري بقرب شديد من المعادلة ولكن بشكل مستقل.
- على الرغم من انه عند كتابة المعادلة الكيميائية الحرارية يمكننا وضع كمية الحرارة الموجودة مع تلك المواد الناتجة أو المواد المتفاعلة.
- خامسًا: هناك معادله مقبولة وهي: أن التفاعل من نوع الطارد للحرارة.
- فتعد الحرارة هنا هي ضمن أحد النواتج لعملية التفاعل.
- سادسًا: عملية التفاعل الماصة للحرارة تعد الحرارة هنا في هذا التفاعل هي أحد تلك المتفاعلات.
شاهد أيضًا: بحث عن الكيمياء في حياتنا المعاصرة
خاتمة بحث عن المعادلات الكيميائية الحرارية جاهز للطباعة
ومن هنا قد توصلنا في نهاية موضوع البحث أن أهداف الكيمياء الحرارية هي تقدير لكيات الطاقة التي يتم انطلاقها أو امتصاصها على شكل حرارة في مختلف العمليات والتفاعلات.
كما أن الكيمياء الحرارية هي عملية تطوير وابتكار لكافة التغيرات الحرارية دون الحاجة لاستخدام التجارب المخبرية، ونود أننا نكون قد قدمنا إليكم بشكل وافي تفاصيل هامه وضرورية عن المعادلات الكيميائية الحرارية.