الطاقة في المعادلات الكيميائية

التفاعلات الطاردة والماصة للحرارة

مقدمة عن الطاقة في التفاعلات الكيميائية

التفاعلات الكيميائية تتضمن دائماً تغيرات في الطاقة. خلال التفاعل الكيميائي، يتم كسر روابط كيميائية وتكوين روابط جديدة، وهذا يحتاج أو يطلق طاقة.

  • تفاعلات طاردة للحرارة (Exothermic): تطلق طاقة (حرارة) للوسط المحيط. يكتب رمز الطاقة (+ طاقة) مع النواتج.
  • تفاعلات ماصة للحرارة (Endothermic): تمتص طاقة (حرارة) من الوسط المحيط. يكتب رمز الطاقة (+ طاقة) مع المتفاعلات.

ملاحظة مهمة:

يمكن معرفة نوع التفاعل من خلال مراقبة التغير في درجة حرارة الوسط المحيط، أو من موقع كلمة "طاقة" في المعادلة الكيميائية الموزونة.

التفاعلات الطاردة للحرارة (Exothermic Reactions)

هي تفاعلات كيميائية تطلق طاقة على شكل حرارة للوسط المحيط. تكون النواتج أكثر استقراراً (طاقتها أقل) من المتفاعلات.

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O + طاقة

أمثلة اضافية:

احتراق الفحم:
C + O2 CO2 + طاقة
تفاعل التعادل:
HCl + NaOH NaCl + H2O + طاقة

التفاعلات الماصة للحرارة (Endothermic Reactions)

هي تفاعلات كيميائية تمتص طاقة من الوسط المحيط. تكون المتفاعلات أكثر استقراراً (طاقتها أقل) من النواتج.

2H2O + طاقة 2H2 + O2

أمثلة اضافية:

تحليل أكسيد الزئبق:
2HgO + طاقة 2Hg + O2
ذوبان كلوريد الأمونيوم:
NH4Cl(s) + طاقة NH4+(aq) + Cl-(aq)

مقارنة بين التفاعلات

وجه المقارنة

الطاردة للحرارة

الماصة للحرارة

الطاقة

تطلق طاقة (تكون "طاقة" في النواتج)

تمتص طاقة (تكون "طاقة" في المتفاعلات)

درجة حرارة الوسط المحيط

ترتفع

تنخفض

استقرار المواد

النواتج أكثر استقراراً (طاقتها أقل)

المتفاعلات أكثر استقراراً (طاقتها أقل)

أنشطة تفاعلية

نشاط 1: تصنيف التفاعلات

صنف كل تفاعل إلى طارد أو ماص للحرارة بناءً على موقع كلمة "طاقة" في المعادلة.

2H2 + O2 2H2O + طاقة
CaCO3 + طاقة CaO + CO2
2Mg + O2 2MgO + طاقة
N2 + O2 + طاقة 2NO

نشاط 2: اختبار فهمك

اختر الإجابة الصحيحة لكل سؤال. سيتم إظهار الإجابة الصحيحة بعد اختيارك.

1. أي من التفاعلات التالية يعتبر مثالاً شائعاً لتفاعل طارد للحرارة؟

ذوبان الثلج (يحتاج حرارة ليذوب)

احتراق الخشب (ينتج حرارة وضوء)

البناء الضوئي (يمتص ضوء الشمس)

تحليل الماء كهربائيًا (يحتاج طاقة كهربائية)

2. عندما يحدث تفاعل ماص للحرارة في كأس، ماذا يحدث لدرجة حرارة الكأس ومحتوياته؟

ترتفع درجة الحرارة

تنخفض درجة الحرارة

تبقى درجة الحرارة ثابتة

لا يمكن التنبؤ بذلك

3. في المعادلة الكيميائية لتفاعل طارد للحرارة، أين تكتب كلمة "طاقة" عادةً؟

مع النواتج (على يمين السهم)

مع المتفاعلات (على يسار السهم)

فوق سهم التفاعل

لا تكتب كلمة طاقة أبداً

4. أي من العبارات التالية تصف بشكل صحيح استقرار المواد في تفاعل ماص للحرارة؟

النواتج أكثر استقراراً من المتفاعلات.

المتفاعلات أكثر استقراراً من النواتج.

المتفاعلات والنواتج لهما نفس درجة الاستقرار.

لا علاقة للطاقة بالاستقرار.