نسخة الفيديو النصية
يجهز طالب تجربة ليقيس التغير في الإنثالبي لأحد تفاعلات التعادل بين حمض الهيدروكلوريك وهيدروكسيد البوتاسيوم. قبل خلط المحلولين معًا في كوب من البولي ستايرين، يضع الطالب كوبًا زجاجيًّا من كل محلول في حوض ماء درجة حرارته 25 درجة سلزية. لماذا يفعل الطالب ذلك؟ أ: لزيادة معدل التفاعل بين حمض الهيدروكلوريك وهيدروكسيد البوتاسيوم. ب: لإزالة أي شوائب في المحاليل. ج: للتأكد من أن للمتفاعلات طاقة تنشيط صحيحة لازمة للتفاعل. د: للتأكد من أن للمحلولين درجة الحرارة نفسها. هـ: لجعل المحاليل أقل لزوجة.
يصف السؤال تجربة تستخدم لقياس التغير في الإنثالبي لتفاعل التعادل بين حمض الهيدروكلوريك وهيدروكسيد البوتاسيوم. يسمى هذا النوع من التجارب بتجربة القياس الحراري. يمكن استخدام تجربة القياس الحراري لقياس التغير في الطاقة الحرارية أو التغير في الإنثالبي الذي يحدث في التفاعل. لإجراء تجربة قياس حراري، نحتاج إلى مسعر، وهو وعاء تفاعل معزول. ويمكننا تكوين مسعر بسيط باستخدام كوب من البولي ستارين له غطاء. تضاف المحاليل المتفاعلة إلى المسعر، وتراقب درجة الحرارة باستخدام ترمومتر.
عند حدوث التفاعل، فإن الطاقة الحرارية إما أن تمتص أو تنطلق. وهو ما يؤدي إلى تغير في درجة الحرارة. ومن ثم يمكن أن نربط التغير الملحوظ في درجة الحرارة بالتغير في الحرارة أو التغير في الإنثالبي. وبما إننا نستخدم التغير في درجة الحرارة لتحديد التغير في الإنثالبي، فمن المهم أن يكون السبب في هذا التغير في درجة الحرارة ناتج فقط عن التفاعل الذي يحدث. نعلم أنه إذا خلطنا محلولًا ساخنًا بمحلول بارد، فستتغير درجة الحرارة. يرجع هذا التغير في درجة الحرارة إلى انتقال طاقة الحركة من الجزيئات الموجودة في المحلول الساخن إلى الجزيئات الموجودة في المحلول البارد.
في هذا السؤال، كان الهدف من التجربة قياس تغير إنثالبي التفاعل. إذا كانت درجة حرارة المحلولين المستخدمين في التجربة مختلفة، فإن التغير في درجة الحرارة لا يرجع فقط إلى التفاعل، وإنما أيضًا إلى انتقال طاقة الحركة بين المحلولين المختلفين في درجة الحرارة. ولهذا السبب وضع الطالب كوبًا زجاجيًّا من كل محلول في حوض ماء قبل إجراء التجربة. من خلال القيام بذلك يتأكد الطالب أن كلا المحلولين لهما درجة الحرارة نفسها، وأن التغير الناتج في درجة الحرارة عند خلط المحلولين يرجع فقط إلى امتصاص الحرارة أو إطلاقها أثناء التفاعل.
ومن ثم فإن السبب الذي يجعل الطالب يضع كوبًا زجاجيًّا من كل محلول في حوض ماء قبل خلط المحلولين معًا موضح في الخيار د: للتأكد من أن للمحلولين درجة الحرارة نفسها.
