فيديو السؤال: حساب الإنثالبي لتخفيف هيدروكسيد الصوديوم باستخدام قيم الإنثالبي للمحلول الكيمياء • الصف الأول الثانوي

نسخة الفيديو النصية

يوضح الآتي التغير في الإنثالبي لمحلول ‪NaOH‬‏ مع كميات مختلفة من الماء. يتفاعل ‪NaOH‬‏ الصلب مع ثلاثة ‪H2O‬‏ السائل لتكوين ‪NaOH‬‏ المائي، و‪Δ𝐻 sol‬‏ يساوي سالب 28.9 كيلو جول لكل مول. يتفاعل ‪NaOH‬‏ الصلب مع 300 H2O السائل لتكوين ‪NaOH‬‏ المائي، و‪Δ𝐻 sol‬‏ يساوي سالب 42.3 كيلو جول لكل مول. ما التغير في إنثالبي التخفيف، ‪Δ𝐻_dil‬‏؟

يقيس الكيميائيون ويحسبون العديد من الأنواع المختلفة من تغيرات الإنثالبي. في هذا السؤال، سنتعامل مع إنثالبي المحلول، الذي يرمز إليه اختصارًا بـ ‪Δ𝐻 sol‬‏؛ وإنثالبي التخفيف، الذي يرمز إليه اختصارًا بـ ‪Δ𝐻 dil‬‏.

إنثالبي الذوبان هو تغير الإنثالبي عندما يخفف مول واحد من المادة تخفيفًا لا نهائيًّا. وهو يمثل النقطة التي لا يؤدي عندها إضافة المزيد من الماء إلى امتصاص المزيد من الحرارة أو إطلاقها بواسطة المحلول. هذه قيمة نظرية، ويستخدم العلماء كميات كبيرة من المذيب لإذابة المذاب لمحاكاة ذلك. لكن هذه القيمة لا تتوافق دائمًا مع قيم تغير الإنثالبي التي رصدت في التجارب المعملية. وهنا يأتي دور إنثالبي التخفيف.

إنثالبي التخفيف هو تغير الإنثالبي عندما يخفف محلول المادة تخفيفًا لا نهائيًّا لكل مول من المادة. هذه القيمة تساعدنا في ربط الإنثالبي النظري للذوبان بقيمة أكثر عملية.

عند النظر إلى قيمتي إنثالبي الذوبان المعطاتين، نلاحظ أنهما مختلفتان. نلاحظ أيضًا أن القيمتين سالبتان. وهذا يعني أن إذابة هيدروكسيد الصوديوم في الماء عملية طاردة للحرارة بشكل عام وتطلق الحرارة في البيئة المحيطة.

تمثل القيمة الأولى حالة يذوب فيها هيدروكسيد الصوديوم الصلب في بضعة مولات من الماء لإجراء تجربة في المعمل. تمثل القيمة الثانية تخفيفًا لا نهائيًّا. يمكننا أن نرى أن هناك عددًا كبيرًا جدًّا من مولات الماء يستخدم لإذابة هيدروكسيد الصوديوم، وهذا لن يكون عمليًّا في أي تجربة. بعبارة أخرى، إذا استطعنا تخفيف هيدروكسيد الصوديوم في الماء تخفيفًا لا نهائيًّا، فسينطلق 42.3 كيلو جول من الطاقة لكل مول من ‪NaOH‬‏. ومع ذلك، فإن التخفيف اللانهائي لـ ‪NaOH‬‏ غير ممكن في المعمل. لذا من المتوقع أن ينطلق 28.9 كيلو جول من الطاقة لكل مول من ‪NaOH‬‏ في ظل الظروف القياسية.

لحساب إنثالبي التخفيف، علينا إيجاد كمية الطاقة الإضافية التي ستنطلق إذا خففنا المحلول الأصغر من هيدروكسيد الصوديوم تخفيفًا لا نهائيًّا عن طريق إضافة كمية كبيرة من الماء. في هذه الحالة، نضيف مولات ماء أكثر بمقدار 100 مرة. لذا، سنحتاج إلى طرح القيمة التجريبية لإنثالبي الذوبان من إنثالبي الذوبان المخفف تخفيفًا لا نهائيًّا. لنأخذ سالب 42.3 كيلو جول لكل مول ونطرح منه سالب 28.9 كيلو جول لكل مول. نحصل على الإجابة سالب 13.4 كيلو جول لكل مول.

إذن، التغير في إنثالبي التخفيف لهيدروكسيد الصوديوم يساوي سالب 13.4 كيلو جول لكل مول.