نسخة الفيديو النصية
يتفاعل الميثان مع الأكسجين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء، طبقًا للمعادلة الموضحة. يتفاعل CH4 غاز زائد اثنين O2 غاز لتكوين CO2 غاز زائد اثنين H2O غاز. باستخدام البيانات في الجدول الموضح، ما حرارة التفاعل القياسية، Δ𝐻_(𝑟)^(⦵)؟ قرب إجابتك لأقرب عدد صحيح.
في هذا السؤال، علينا تحديد حرارة التفاعل القياسية للتفاعل بين غازي الميثان والأكسجين. أثناء التفاعل الكيميائي، تنكسر الروابط في المتفاعلات، وتتكون روابط جديدة لتكوين النواتج. وتكون الطاقة الكيميائية الكامنة للمتفاعلات والنواتج مختلفة. هذا التغير في طاقة النظام يسمى تغير الإنثالبي ويمثله الرمز Δ𝐻. يشير الرمز بليمسول الموضوع إلى جانب Δ𝐻 إلى أن القياسات تجرى تحت ظروف درجة الحرارة والضغط القياسيين، وأن المتفاعلات والنواتج في حالاتها القياسية.
القيم الموضحة في جدول البيانات هي الإنثالبي القياسي للتكوين لكل من الميثان، وثاني أكسيد الكربون، والماء. الإنثالبي القياسي للتكوين هو تغير الإنثالبي عندما يتكون مول واحد من المادة من العناصر المكونة لها في حالاتها القياسية تحت الظروف القياسية. لم يتضمن الجدول غاز الأكسجين؛ لأن إنثالبي التكوين للعنصر في حالته القياسية يساوي صفرًا.
دعونا الآن نفرغ بعض المساحة لحساب حرارة التفاعل القياسية. يمكن حساب حرارة التفاعل القياسية بإيجاد الفرق بين مجموعي إنثالبي التكوين لكل من المتفاعلات والنواتج. دعونا نعد كتابة هذه المعادلة لتشمل هويات المتفاعلات والنواتج. يمكننا أن نلاحظ أنه لحساب حرارة التفاعل، علينا جمع إنثالبي التكوين لكل من ثاني أكسيد الكربون والماء وطرح مجموع إنثالبي التكوين لكل من الميثان والأكسجين.
نحن مستعدون الآن للتعويض بالقيم الموضحة في الجدول في المعادلة. إنثالبي التكوين لثاني أكسيد الكربون هو سالب 393.5 كيلوجول لكل مول، وإنثالبي التكوين للماء هو سالب 241.8 كيلوجول لكل مول. لكن في المعادلة الكيميائية، يمكننا ملاحظة أن الماء له معامل يساوي اثنين. لذا، يجب أن نضرب الإنثالبي القياسي للتكوين للماء في اثنين. بالنسبة إلى المتفاعلين، فإن إنثالبي التكوين للميثان هو سالب 74.86 كيلوجول لكل مول، وبالنسبة إلى الأكسجين فهو يساوي صفرًا كيلوجول لكل مول. بعد التبسيط، نحصل على سالب 877.1 كيلوجول لكل مول ناقص سالب 74.86 كيلوجول لكل مول. بإجراء عملية الطرح، نحصل على سالب 802.24 كيلوجول لكل مول. وبعد تقريب الإجابة لأقرب عدد صحيح، نحصل على سالب 802 كيلوجول لكل مول.
إذن: درجة حرارة التفاعل القياسية بين غازي الميثان والأكسجين هي سالب 802 كيلوجول لكل مول.
