نسخة الفيديو النصية
أي القيم الآتية يكافئ Δ𝐻 ثلاثة؟ (أ) سالب Δ𝐻 واحد زائد Δ𝐻 اثنين زائد Δ𝐻 أربعة. (ب) سالب Δ𝐻 واحد ناقص Δ𝐻 اثنين ناقص Δ𝐻 أربعة. (ج) Δ𝐻 واحد ناقص Δ𝐻 اثنين ناقص Δ𝐻 أربعة. (د) Δ𝐻 واحد زائد Δ𝐻 اثنين ناقص Δ𝐻 أربعة. (هـ) Δ𝐻 واحد زائد Δ𝐻 اثنين زائد Δ𝐻 أربعة.
في هذا السؤال، لدينا مخطط لمسار تفاعل يتكون من أربعة تفاعلات كيميائية. تمثل الحروف الموجودة داخل المربعات المواد الداخلة في التفاعلات الكيميائية. كل تفاعل كيميائي له تغير إنثالبي خاص به. لنلق نظرة من كثب على التفاعل رقم ثلاثة في المخطط. هذا التفاعل يحول مباشرة المادة 𝐸 إلى المادة 𝐶. لكن لنفترض أننا لا نستطيع قياس التغير في الإنثالبي للتفاعل رقم ثلاثة مباشرة. يرجع ذلك إلى أسباب من بينها أمان التفاعل والتحكم فيه وسرعته وصعوبة قياس التغير في الإنثالبي. عندما يتعذر قياس التغير في الإنثالبي لتفاعل ما مباشرة، يمكن حسابه عن طريق جمع التغيرات في الإنثالبي للتفاعلات في مسار بديل مع بعضها وصولًا إلى الناتج المطلوب.
تلخص هذه الفكرة في قانون هس، الذي ينص على أن التغير الإنثالبي لتفاعل ما يكون مستقلًّا عن المسار المتخذ. تتمثل مهمتنا لحل هذا السؤال في تحديد كيفية جمع قيم الإنثالبي للتفاعلات الثلاثة الأخرى الموجودة في المخطط مع بعضها لحساب التغير الإنثالبي للتفاعل رقم ثلاثة. دعونا نستخدم المخطط لإيجاد مسار بديل للتفاعلات، يبدأ بالمادة 𝐸 وينتهي بالمادة 𝐶. يمكننا البدء بعكس التفاعل رقم أربعة. يمكننا كتابة هذا التفاعل العكسي على الصورة: 𝐸 يتفاعل لتكوين 𝐹 زائد 𝐺. عندما نعكس تفاعلًا ما في دورة إنثالبي أو مسار تفاعل، يتعين علينا تغيير إشارة التغير الإنثالبي. ولذلك، علينا كتابة التغير الإنثالبي لهذا التفاعل العكسي على الصورة: سالب Δ𝐻 أربعة.
دعونا نتتبع بقية التفاعلات والتغيرات في الإنثالبي للمسار البديل. لكي نقترب أكثر من إنتاج المادة 𝐶، علينا عكس التفاعل رقم اثنين. يمكننا كتابة هذا التفاعل على الصورة: 𝐹 زائد 𝐺 يتفاعلان لإنتاج 𝐴 زائد 𝐵. التغير الإنثالبي لهذا التفاعل العكسي يساوي سالب Δ𝐻 اثنين. الخطوة الأخيرة في مسار التفاعل البديل هي إكمال التفاعل رقم واحد في الاتجاه المكتوب فيه بالفعل. يمكننا كتابة هذا التفاعل على الصورة: 𝐴 زائد 𝐵 يتفاعلان لتكوين 𝐶. والتغير الإنثالبي يساوي Δ𝐻 واحد.
هناك طريقة للتحقق مما إذا كان المسار البديل صحيحًا. وهي إمكانية حذف المواد التي تظهر في طرفين معاكسين لمعادلتين مختلفتين أثناء جمع التفاعلات معًا. على سبيل المثال، المادتان 𝐹 و𝐺 هما ناتجا التفاعل رقم أربعة، لكن هاتين المادتين استخدمتا بعد ذلك بصفتهما متفاعلين في التفاعل رقم اثنين. من ثم، يمكن حذف 𝐹 و𝐺 من كلتا المعادلتين. نلاحظ أيضًا أن المادتين 𝐴 و𝐵 هما ناتجا التفاعل رقم اثنين ومتفاعلان للتفاعل رقم واحد. هذا يعني أنه يمكننا حذف المادتين 𝐴 و𝐵 من كلتا المعادلتين. عندما نجمع المعادلات الثلاث معًا، تكون المعادلة هي: 𝐸 يتفاعل لتكوين 𝐶.
لقد تأكدنا بشكل ناجح من أن المسار البديل هو طريقة أخرى لإنتاج المادة 𝐶 من المادة 𝐸. وفقًا لقانون هس، فإن مجموع التغيرات في الإنثالبي لتفاعلات المسار البديل يساوي التغير الإنثالبي للمسار المباشر. لنكتب معادلة تمثل هذه العلاقة. يمكننا كتابة Δ𝐻 ثلاثة يساوي سالب Δ𝐻 أربعة زائد سالب Δ𝐻 اثنين زائد Δ𝐻 واحد. يمكننا إعادة كتابة المعادلة على الصورة: Δ𝐻 ثلاثة يساوي Δ𝐻 واحد ناقص Δ𝐻 اثنين ناقص Δ𝐻 أربعة. إذن، القيمة التي تكافئ Δ𝐻 ثلاثة هي الخيار (ج).
