حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة



حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

حرارة التفاعل Heat of
reaction

(1) حرارة التفاعل ھي
“محصلة تغیرات الطاقة الناتجة عن تحطیم وتكوین الروابط الكیمیائیة”.

(2) حرارة التفاعل هي “كمیة الحرارة
التي تنطلق أو تمتص عندما یتفاعل عدد من الجزیئات مع بعضھا لینتھي التفاعل بالنواتج”.

(3) حرارة التفاعل = الفرق بین حرارة
المواد المتفاعلة  
ΔHreactant وحرارة المواد الناتجة  ΔHproudct


** وقد یكون ھذا التغیر الحراري مصاحباً
لعملیة تكوین مادة من عناصرھا الأولیة، وفي ھذه الحالة یسمى ذلك التغیر الحراري
“حرارة التكوین”. أو یكون ھذا التغیر الحراري مصاحباً لعملیة احتراق مادة
ما فیسمى “حرارة الإحتراق”، أو یكون مصاحباً لعملیة تعادل بین حمض وقاعدة،
فیسمى ” حرارة التعادل”، … وھكذا.

وفي هذا الدرس سوف نتناول نوع واحد
فقط من هذه الأنواع وهو حرارة التكوين على أن نستكمل باقى الأنواع في الدروس
القادمة.

تعريف حرارة التكوين  Heat of
Formation

** تعرف حرارة التكوين ΔHFo بأنھا حرارة التفاعل
أو التغیر في الإنثالبي (المنطلقة أو
الممتصة) عندما
یتكون مول واحد من مادة ما من عناصرها الأولية وھي في حالتھا
القیاسیة.

** وحدة قياس حرارة التكوين:  kJ/mol

** ولقد اتفق أن قیم لجمیع العناصر في
حالتھا القیاسیة تساوي صفراً

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

** أمتلة توضيحية :

(1) الأكسجين یوجد على ثلاثة أشكال :
الأكسجين الذري (O)
، والأكسجين الجزيئي
(O2) ، الأوزون (O3)
ويعتبر الأكسجين (O2)
الأكثر استقراراً عند
(298K) وضغط جوي واحد (1 atm) وبالتالي فإن:
حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة
(2) الكربون یوجد على شكلین:
جرافيت (graphite)
وألماس (
diamond) ویعتبر
الجرافیت الأكثر استقراراً عند
(298 K) وضغط جوي واحد ، وهذا يعني:
حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

شروط كتابة معادلة التكوين

(1) المادة الناتجة ھي فقط مول من المادة
المراد إیجاد حرارة التكوین لھا.

(2) المواد المتفاعلة ھي العناصر المكونة
للمادة المراد إیجاد حرارة التكوین لھا. بشرط أن تكون ھذه العناصر في الحالة القیاسیة.
فمثلاً لا یمكن استخدام التفاعل التالي
لحساب حرارة التكوین لـــ
CO
حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة
وذلك لأن الكربون في حالته الطبیعیة یكون
في حالة صلبة ولیست غازیة.

أمثلة توضيحية
(1) حرارة التكوین لكلورید الھیدروجین
HCl
حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

(2) حرارة التكوین للماء H2O
حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

(3) حرارة التكوین لأكسید الكربون CO
حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

(4) حرارة التكوین لثاني أكسید الكربون CO2
حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

(5) حرارة التكوین لكبریتید
الحدید
FeS II
حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

(6) حرارة التكوین للبروبان C3H8
حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

(7) حرارة تكوین النشادر (الأمونیا) NH3
حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

(8) حرارة التكوین لكبریتات النحاس CuSO4
حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

جدول حرارة التكوين القياسية  ΔHFo للعناصر والأيونات والمركبات

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة
حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

ملاحظات على جدول حرارت التكوين السابق:

(1) حرارة تكوین العناصر النقیة تساوي
صفراً عند كل درجات الحرارة مثل:
(Cu(s), N2(g),
Fe(s), Na(s), Cl2(g), Hg(L

(2) معظم حرارة التكوين سالبة وهذا
يعني أن تكوين المركب من عناصره الأولية في الغالب طارد للحرارة.

(3) المركبات التي يصاحب تكوينها طرد
للحرارة تكون أكثر استقراراً (علل)
وذلك لأن المحتوي الحراري للمركب
الناتج أقل من مجموع المحتويات الحرارية للعناصر الداخلة في تركيبه كما في
CH3OH
, CH4
 ،
…….

(4) كلما زادت الطاقة المنطلقة زاد ثبات
المركب الناتج (یصعب تفكیكه):
حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة
كلما زادت الطاقة الممتصة كلما قل ثبات
المركب (سھل تفكیكه):
حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

حساب حرارة التكوين القياسية

مثال (1): لديك التفاعل التالي:

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

وفيه حرارة التفاعل القياسية ΔHo
(التغير في الإنثالبي القياسي) یساوي مجموع حرارات التكوین القیاسیة لجمیع المواد الناتجة
مطروحاً منه مجموع حرارات التكوین القیاسیة لجمیع المواد المتفاعلة، أي:

حيث:

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

P تعني Products
أي النواتج 

R  تعني Reactants
أي المتفاعلات .
ΔHo :
حرارة التفاعل
np= عدد
المولات لأى مادة ناتجة 

nR
= عدد مولات لأى مادة متفاعلة .
)pΔHFo) = حرارة التكوین لمول واحد من المادة الناتجة
)RΔHFo) = حرارة التكوین لمول واحد من المادة المتفاعلة



وبالتالي فإنه للتفاعل:



حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

یمكن حساب حرارة التفاعل أو حرارة التكوین
لأي مادة متفاعلة كما یلي :

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

وھذا یعني أن حرارة التفاعل القیاسیة
ΔHο تساوي حرارة
التكوین القیاسیة للمركب
CO2(g)



مثال(2): احسب حرارة التفاعل
ΔHo
التالي: 

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

علماً بأن أنثالبى التكوين:

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة


الحل:

بتطبیق العلاقة على التفاعل:

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة


مثال(3): عند تكون 1
g
من CH4 من عناصره
الأولية عند الظروف القياسية ينطلق
4.675KJ
فاحسب حرارة التكوين القياسية للميثان بوحدة
KJ
:



حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة
(علماً بأن الكتل الذرية : H =1 , C =12)


الحل:
حینما یطلب في المسألة حساب حرارة التكوین
القیاسیة فإنه یعني حرارة التكوین الناشئة من تفاعل مول واحد من المادة.
وفي المسألة أعطینا
حرارة التكوین لـ
1 g من الميثان ، وبالتالي نحولها إلى مولات:

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

وبالتالي:

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة


مثال(4): إذا علمت أن طاقة تكوین كلورید
الصودیوم تساوي
(-413 kJ/mol) فاحسب الطاقة المنطلقة عند تكوين 20 g
من
NaCl :

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

(علماً بأن الكتل الذرية : Na =23 , Cl =35.5)



الحل:

نحسب مولات 20
g
من NaCl:

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

وبالتالي فإن:



حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة


مثال (5): احسب طاقة التفاعل التالي
:

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة
علماً بأن طاقة التكوین بوحدة KJ
كما يلي:

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة


الحل:

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة


مثال (6): احسب طاقة التفاعل التالي
:

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة
علماً بأن طاقة التكوین بوحدة KJ
كما يلي:

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة


الجواب النهائي: – 881 KJ

مثال (7): لديك التفاعل التالي:
حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

احسب طاقة التفاعل علماً بأن طاقة تكوين
Al2O3
تساوي
(-1676 KJ) وطاقة تكوين Fe2O3
تساوي
(-822.7 KJ)



الجواب النهائي:
853.7 KJ


مثال (8): حسب المعادلة التالیة:

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

علماً بأن طاقة التكوین بوحدة kJ/mol
كما یلي:

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة
(ا) أحسب طاقة التفاعل
(ب) أكتب المعادلة الكيميائية الحرارية
(ج) أحسب طاقة احتراق مول واحد من C2H6


الجواب النهائي:

(أ) طاقة التفاعل = -3121
KJ
(ب) المعادلة الكيميائية الحرارية:

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة
(ج) طاقة احتراق مول واحد من C2H6
=
ΔH =
1560.5 kJ


مثال (9): حسب المعادلة التالية:

حرارة التكوين Heat of Formation + مسائل محلولة

احسب طاقة تكوين C12H22O11
علماً بأن طاقة تكوين الماء تساوي
(-286
KJ/mol)
ولثاني أكسيد الكربون تساوي (-393.5 KJ)



الجواب النهائي:
2229.64 KJ



المراجع
 – أسس الكيمياء العامة والفيزيائية- الجزء الأول.عمر بن عبد الله الهزازي ، قسم الكيمياء- كلية العلوم – جامعة أم القرى – المملكة العربية السعودية

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *