نسخة الفيديو النصية
يوضح الشكل الآتي منحنى التفاعل لأحد التفاعلات الكيميائية. أي العبارات التالية تصف منحنى هذا التفاعل وصفًا صحيحًا؟ أ: التفاعل ماص للحرارة، وإنثالبي التفاعل المولاري له (Δ𝐻) يساوي 70 كيلو جول لكل مول، وطاقة التنشيط تساوي 170 كيلو جول لكل مول. ب: التفاعل طارد للحرارة، وإنثالبي التفاعل المولاري له (Δ𝐻) يساوي سالب 70 كيلو جول لكل مول، وطاقة التنشيط تساوي 170 كيلو جول لكل مول. ج: التفاعل ماص للحرارة، وإنثالبي التفاعل المولاري له (Δ𝐻) يساوي 240 كيلو جول لكل مول، وطاقة التنشيط تساوي 70 كيلو جول لكل مول. د: التفاعل طارد للحرارة، وإنثالبي التفاعل المولاري له (Δ𝐻) يساوي 170 كيلو جول لكل مول، وطاقة التنشيط تساوي 240 كيلو جول لكل مول. هـ: التفاعل ماص للحرارة، وإنثالبي التفاعل المولاري له (Δ𝐻) يساوي سالب 140 كيلو جول لكل مول، وطاقة التنشيط تساوي 70 كيلو جول لكل مول.
يطلب منا هذا السؤال شرح منحنى التفاعل هذا. في أي منحنى تفاعل، يمثل المحور 𝑥 تقدم التفاعل، بينما يمثل المحور 𝑦 الطاقة الكيميائية. وعليه، فإن منحنى التفاعل يوضح لنا مستويات طاقة المتفاعلات والنواتج خلال التفاعل. يتكون كل خيار لدينا من ثلاثة أجزاء. أولًا، هل التفاعل ماص للحرارة أم طارد للحرارة؟ ثانيًا، ما إنثالبي التفاعل المولاري أو Δ𝐻 الموضح في الشكل؟ وثالثًا، ما طاقة التنشيط الموضحة في الشكل؟
دعونا نتناول هذه المعلومات الثلاث الواحدة تلو الأخرى لنختار الإجابة الصحيحة. أولًا، دعونا نحدد ما إذا كان التفاعل ماصًّا للحرارة أم طاردًا للحرارة. عند النظر إلى الشكل، يمكننا أن نلاحظ أن الطاقة تتزايد كلما تحركنا من المتفاعلات إلى النواتج. هذا يعني أن النظام يمتص طاقة. والتفاعل الذي يمتص طاقة يطلق عليه اسم التفاعل الماص للحرارة. إذن، الإجابة الصحيحة ستنص على أن التفاعل ماص للحرارة.
بعد ذلك، دعونا نلق نظرة على إنثالبي التفاعل المولاري أو Δ𝐻. إنثالبي التفاعل المولاري، أو Δ𝐻، هو التغير في طاقة التفاعل لكل مول كلما تحركنا من المتفاعلات إلى النواتج. وطاقة المتفاعلات في بداية هذا التفاعل تساوي 70 كيلو جول لكل مول. وطاقة النواتج في نهاية التفاعل تساوي 140 كيلو جول لكل مول. يمثل هذا التغير زيادة قدرها 70 كيلوجول لكل مول من بداية التفاعل إلى نهايته. إذن، إنثالبي التفاعل المولاري، أو Δ𝐻، يساوي 70 كيلوجول لكل مول. وهذه الكمية تساوي موجب 70 كيلوجول لكل مول؛ لأنها تمثل زيادة في الطاقة. ففي التفاعلات الماصة للحرارة، التي تمتص فيها الطاقة، تكون قيم Δ𝐻 موجبة. والآن نلاحظ أن الخيار أ فقط هو الذي يشير إلى أن التفاعل ماص للحرارة، وإنثالبي التفاعل المولاري له يساوي 70 كيلو جول لكل مول.
دعونا نتناول الآن طاقة التنشيط في منحنى التفاعل هذا للتحقق من صحة هذه الإجابة. طاقة التنشيط، التي تكتب أحيانًا على الصورة 𝐸a، هي الفرق بين مستوى الطاقة الأولية للمتفاعلات ومستوى طاقة الحالة الانتقالية العالية الطاقة التي تظهر في المنتصف بين المتفاعلات والنواتج. وطاقة التنشيط هي أيضًا أدنى كمية من الطاقة اللازمة لبدء التفاعل. ولكي يبدأ هذا التفاعل، يجب أن يزيد مستوى طاقة المتفاعلات من 70 كيلو جول لكل مول إلى 240 كيلو جول لكل مول. وسيتضمن ذلك زيادة في الطاقة مقدارها 170 كيلو جول لكل مول؛ وهو ما يتطابق مع الكمية المحددة في الخيار أ. إذن، الخيار أ هو الإجابة الصحيحة.
ومن ثم، أي العبارات التالية تصف منحنى هذا التفاعل وصفًا صحيحًا؟ الإجابة هي الخيار أ. التفاعل ماص للحرارة، وإنثالبي التفاعل المولاري له (Δ𝐻) يساوي 70 كيلو جول لكل مول، وطاقة التنشيط تساوي 170 كيلو جول لكل مول.
