نسخة الفيديو النصية
باستخدام الشكل وقيم الإنثالبي القياسي للتكوين في الجدول المعطى، ما الإنثالبي القياسي للتفاعل لتفكك خماسي كلوريد الفوسفور؟
في هذا السؤال، لدينا شكل يسمى دورة طاقة أو دورة تفاعل. تتكون الدورة من ثلاثة تفاعلات كيميائية مختلفة. دعونا نرقم هذه التفاعلات الثلاثة. هناك أيضًا تغير إنثالبي مرتبط بكل تفاعل في الدورة. يمكننا استخدام المخطط الآتي لتتبع التفاعلات وتغيرات الإنثالبي لها. مهمتنا في هذا السؤال هي تحديد الإنثالبي القياسي للتفاعل، أو 𝛥𝐻r، لتفكك خماسي كلوريد الفوسفور. الصيغة الكيميائية لخماسي كلوريد الفوسفور هي PCl٥. يمثل التفاعل الأول تفكك خماسي كلوريد الفوسفور لتكوين ثلاثي كلوريد الفوسفور، أو PCl٣، وغاز الكلور، أو Cl٢.
علينا تحديد الإنثالبي القياسي لهذا التفاعل. الإنثالبي القياسي للتفاعل هو تغير الإنثالبي لتفاعل مقيس في الظروف القياسية عندما تكون المواد في حالاتها القياسية. في الجدول المعطى، لدينا أيضًا قيم الإنثالبي القياسي للتكوين لمادتين متضمنتين في التفاعل رقم واحد. الإنثالبي القياسي للتكوين هو تغير الإنثالبي عندما يتكون مول واحد من المادة من عناصرها المكونة في حالاتها القياسية عند الظروف القياسية. في الجزء السفلي من دورة التفاعل، يوجد العنصران الفوسفور والكلور في حالتيهما القياسية. يمثل التفاعل رقم اثنين تكوين مول واحد من PCl٥ من عناصره المكونة؛ أي الفوسفور والكلور، في حالتيهما القياسية.
وفقًا لجدول البيانات، فإن قيمة تغير الإنثالبي لهذا التفاعل تساوي سالب ٣٩٩ كيلوجول لكل مول. يشير سهم التفاعل رقم ثلاثة إلى كل من PCl٣ وCl٢. ومن ثم، يمثل التفاعل رقم ثلاثة تكوين مول واحد من PCl٣ ومول واحد من Cl٢ من عناصرهما في حالاتها القياسية. وفقًا لجدول البيانات، فإن قيمة الإنثالبي القياسي للتكوين لـ PCl٣ فقط تساوي سالب ٣٠٦ كيلوجول لكل مول. لكن قيمة إنثالبي التكوين لغاز الكلور تساوي صفر كيلوجول لكل مول؛ نظرًا لأن قيمة الإنثالبي القياسي للتكوين لأي عنصر في الحالة القياسية تساوي صفرًا. هذا يعني أن تغير الإنثالبي الكلي للتفاعل رقم ثلاثة يساوي سالب ٣٠٦ كيلوجول لكل مول.
يمكننا استخدام تغيرات الإنثالبي للتفاعلين رقمي اثنين وثلاثة لحساب تغير الإنثالبي للتفاعل رقم واحد. ينص قانون هس على أن تغير الإنثالبي لتفاعل ما يكون مستقلًّا عن المسار المتخذ. لذا، ما دامت نقطتا بداية ونهاية التفاعلين الآخرين في دورة الطاقة هي نفس نقطتي بداية ونهاية التفاعل رقم واحد، فبإمكاننا جمع تغيري الإنثالبي لهما لتحديد تغير الإنثالبي للتفاعل رقم واحد. وتكون نقطة البداية للمسار البديل خلال دورة التفاعل عند PCl٥.
للمضي قدمًا في دورة التفاعل، علينا عكس التفاعل رقم اثنين. عندما نعكس تفاعلًا، علينا تغيير إشارة تغير الإنثالبي. وعليه، فإن تغير الإنثالبي للتفاعل رقم اثنين يساوي الآن موجب ٣٩٩ كيلوجول لكل مول. الخطوة التالية في دورة التفاعل هي إكمال التفاعل رقم ثلاثة في الاتجاه المكتوب. يتيح ذلك أن تكون نقطة نهايته هي نفسها نقطة نهاية التفاعل رقم واحد. والآن، نحن جاهزون لجمع تغيري الإنثالبي هذين معًا. تغير الإنثالبي للتفاعل رقم واحد يساوي موجب ٣٩٩ كيلوجول لكل مول زائد سالب ٣٠٦ كيلوجول لكل مول.
إذن، الإنثالبي القياسي للتفاعل لتفكك خماسي كلوريد الفوسفور يساوي موجب ٩٣ كيلوجول لكل مول.
