فيديو السؤال: فهم المعادلة الكيميائية الحرارية الكيمياء

نسخة الفيديو النصية

توضح المعادلة الكيميائية الآتية تفكك كربونات المغنيسيوم. يتفاعل ‪MgCO3‬‏ الصلب زائد 117 كيلو جول لينتج عنه ‪MgO‬‏ الصلب زائد غاز ‪CO2‬‏. طبقًا لهذه المعادلة الكيميائية، أي العبارات الآتية صواب؟ (أ) ينطلق 117 كيلو جول من الطاقة عند تفكك جزيء واحد من ‪MgCO3‬‏. (ب) يلزم توافر 117 كيلو جول من الطاقة لتفكك مول واحد من ‪MgCO3‬‏. (ج) يلزم توافر 117 كيلو جول من الطاقة لتفكك 42 جرامًا من ‪MgCO3‬‏. (د) يلزم توافر 117 كيلو جول من الطاقة لتفكك جزيء واحد من ‪MgCO3‬‏. (هـ) ينطلق 117 كيلو جول من الطاقة عند تفكك مول واحد من ‪MgCO3‬‏.

يخبرنا السؤال بأن التفاعل هو تفاعل تفكك كربونات المغنيسيوم. ونظرًا لأن ‪MgCO3‬‏ هي المادة البادئة الوحيدة في التفاعل، فلا بد أن تكون هي كربونات المغنيسيوم. تتفكك كربونات المغنيسيوم إلى ‪MgO‬‏، وهو أكسيد المغنيسيوم، و‪CO2‬‏، أو ثاني أكسيد الكربون. على الرغم من وجود مادة بادئة واحدة فقط، فإن قيمة الطاقة البالغة 117 كيلو جول، تقع أيضًا في الطرف الأيسر من المعادلة الكيميائية. هذا يعني أنه يلزم توافر 117 كيلو جول من الطاقة لحدوث التفاعل.

تنص الخيارات (ب) و(ج) و(د) جميعًا على أنه يلزم توافر طاقة لحدوث التفاعل، وينص الخياران (أ) و(هـ) على أن الطاقة تتحرر عند التفكك. وهذا ليس صحيحًا. إذن، الخياران (أ) و(هـ) لا يمثلان الإجابة عن هذا السؤال.

يمكننا قراءة هذه المعادلة على أنه عند توافر 117 كيلو جول من الطاقة يتفكك مول واحد من كربونات المغنيسيوم لينتج عنه مول واحد من أكسيد المغنيسيوم ومول واحد من ثاني أكسيد الكربون. إذا نظرنا إلى الاختيارات المحتملة المتبقية، فسنجد أن الخيار (ب)، الذي ينص على أنه يلزم توافر 117 كيلو جول من الطاقة لتفكك مول واحد من ‪MgCO3‬‏، يبدو هو الخيار الصحيح. لكن للتأكيد، دعونا نتحقق من الخيارين (ج) و(د).

ينص الخيار (ج) على أنه يلزم توافر 117 كيلو جول من الطاقة لتفكك 42 جرامًا من كربونات المغنيسيوم. لكن المعادلة الكيمائية لم تحدد كتلة كربونات المغنيسيوم، بل عدد المولات فحسب، وهو مول واحد. يمكننا حساب عدد الجرامات في مول واحد من كربونات المغنيسيوم باستخدام الكتل الذرية لكل من المغنيسيوم والكربون والأكسجين. سنحتاج إلى ضرب الكتلة الذرية للمغنيسيوم، التي تساوي 24.3 جرامًا، في عدد مكافئات المغنيسيوم في كربونات المغنيسيوم، وهو ما يساوي واحدًا. وعلينا فعل الشيء نفسه مع الكربون والأكسجين، ثم نجمع القيم جميعها معًا. هذا يعطينا ناتجًا يساوي 84.3 جرامًا. ويعني ذلك أن مولًا واحدًا من كربونات المغنيسيوم يساوي 84.3 جرامًا. وهو ما لا يساوي 42 جرامًا. أي أن الخيار (ج) ليس الإجابة عن هذا السؤال.

ينص الخيار (د) على أنه يلزم توافر 117 كيلو جول من الطاقة لتفكك جزيء واحد من ‪MgCO3‬‏. لقد أثبتنا بالفعل أن المقدار هو مول واحد، وليس جزيئًا واحدًا. كما أن هذا الخيار ليس منطقيًّا في حد ذاته؛ حيث إن كربونات المغنيسيوم عبارة عن مركب أيوني. والمركبات الأيونية تحتوي على تراكيب شبيكية عملاقة متكررة. لذا، لا يمكن أن يكون لدينا جزيء منفرد من مركب أيوني. ومن ثم، فالخيار (د) لا يمكن أن يمثل الإجابة عن هذا السؤال.

إذن الإجابة عن السؤال «توضح المعادلة الكيميائية الآتية تفكك كربونات المغنيسيوم. طبقًا لهذه المعادلة الكيميائية، أي العبارات الآتية صواب؟» هي الخيار (ب) يلزم توافر 117 كيلو جول من الطاقة لتفكك مول واحد من ‪MgCO3‬‏.