فيديو السؤال: تطبيق قانون هس على دورة الطاقة الكيمياء • الصف الأول الثانوي

نسخة الفيديو النصية

بالنظر إلى الشكل، أي المعادلات الآتية يتوقع قانون هس صحتها؟ (أ) ‪△𝐻‬‏ واحد يساوي ‪△𝐻‬‏ اثنين ناقص ‪△𝐻‬‏ ثلاثة. (ب) ‪△𝐻‬‏ اثنان يساوي ‪△𝐻‬‏ ثلاثة ناقص ‪△𝐻‬‏ واحد. (ج) ‪△𝐻‬‏ واحد يساوي ‪△𝐻‬‏ اثنين زائد ‪△𝐻‬‏ ثلاثة. (د) ‪△𝐻‬‏ اثنان يساوي ‪△𝐻‬‏ ثلاثة زائد ‪△𝐻‬‏ واحد. (هـ) ‪△𝐻‬‏ ثلاثة يساوي ‪△𝐻‬‏ واحد زائد ‪△𝐻‬‏ اثنين.

في هذا السؤال، لدينا دورة تفاعل تتكون من ثلاثة تفاعلات كيميائية. تمثل الحروف الموجودة داخل المربعات المواد التي تتضمنها التفاعلات الكيميائية. يحتوي كل تفاعل أيضًا على تغير في الإنثالبي مصاحب له، يمثله ‪△𝐻‬‏.

لنبدأ بالنظر إلى التفاعل رقم واحد في دورة التفاعل. في هذا التفاعل، تتفاعل المادة ‪A‬‏ مع المادة ‪B‬‏ لإنتاج المادة ‪C‬‏. هذا التفاعل الكيميائي هو عملية مباشرة تتكون من خطوة واحدة لإنتاج المادة ‪C‬‏. إذا لم نتمكن من قياس تغير الإنثالبي للتفاعل رقم واحد مباشرة أو بسهولة، يمكننا حساب تغير الإنثالبي عن طريق جمع تغيرات الإنثالبي في العديد من التفاعلات في مسار بديل أو مسار غير مباشر معًا. يلخص قانون هس هذه الفكرة، وينص على أن تغير الإنثالبي لتفاعل ما يكون مستقلًّا عن المسار المتخذ. وما دامت نقطتا البداية والنهاية ثابتتين، فإن مجموع تغيرات الإنثالبي في المسار البديل سيساوي تغير الإنثالبي في المسار المباشر.

لنستخدم الجدول الآتي لتتبع التفاعلات الكيميائية وتغيرات الإنثالبي في المسار البديل. نقطة البداية لدينا هي المتفاعلان ‪A‬‏ و‪B‬‏. يمكننا إكمال التفاعل بالتحرك لأسفل، الذي يحول ‪A‬‏ و‪B‬‏ إلى ‪E‬‏. دعونا نطلق على هذا التفاعل اسم التفاعل رقم اثنين. يمكن كتابة المعادلة الكيميائية للتفاعل رقم اثنين في صورة ‪A‬‏ زائد ‪B‬‏ يتفاعلان لتكوين ‪E‬‏. تغير الإنثالبي لهذا التفاعل يساوي ‪△𝐻‬‏ اثنين.

بعد ذلك، يمكننا إكمال التفاعل الذي يحول المادة ‪E‬‏ إلى المادة ‪C‬‏. دعونا نطلق على هذا التفاعل اسم التفاعل رقم ثلاثة. تكتب المعادلة الكيميائية لهذا التفاعل بهذه الصورة: يتفاعل ‪E‬‏ لتكوين ‪C‬‏، وتغير الإنثالبي يساوي ‪△𝐻‬‏ ثلاثة. النتيجة النهائية لهذين التفاعلين هي نفسها نتيجة التفاعل رقم واحد، وهو المسار المباشر. الناتج ‪C‬‏ ينتج عن المادتين ‪A‬‏ و‪B‬‏، لكن العملية تتضمن خطوتين منفصلتين. إذن، وفقًا لقانون هس، فإن مجموع تغيرات الإنثالبي لهذين التفاعلين يساوي تغير الإنثالبي في التفاعل رقم واحد.

لنكتب معادلة لتمثيل هذه العلاقة. يمكننا كتابة ‪△𝐻‬‏ واحد يساوي ‪△𝐻‬‏ اثنين زائد ‪△𝐻‬‏ ثلاثة. يمكننا أيضًا إعادة ترتيب هذه المعادلة لإيجاد قيمة ‪△𝐻‬‏ اثنين أو ‪△𝐻‬‏ ثلاثة، وهو ما يعطينا المعادلتين الآتيتين. عند النظر إلى خيارات الإجابة، نجد أن المعادلة الوحيدة التي تطابق إحدى المعادلات الثلاثة التي كتبناها هي خيار الإجابة (ج). بالنظر إلى الشكل الموضح، المعادلة التي يتوقع قانون هس صحتها هي ‪△𝐻‬‏ واحد يساوي ‪△𝐻‬‏ اثنين زائد ‪△𝐻‬‏ ثلاثة، أو خيار الإجابة (ج).