ماذا تفعل هذه الحاسبة
تحسب هذه الأداة الإنثالبية القياسية للتفاعل (\(\Delta H^{\circ}_{rxn}\)) اعتمادًا على قانون هِس لثبات مجموع الحرارة. فبطرح مجموع إنثالبيات التكوين القياسية للمتفاعلات من مجموعها للنواتج، تحصل على صافي التغير الحراري للتفاعل الكيميائي تحت الظروف القياسية (ضغط 1 بار ودرجة حرارة 298.15 كلفن). تشير القيمة السالبة إلى تفاعل طارد للحرارة، أما القيمة الموجبة فتدل على تفاعل ماص للحرارة.
طريقة الاستخدام
لكل طرف من طرفي المعادلة الموزونة، اضرب إنثالبية التكوين القياسية لكل نوع كيميائي (\(\Delta H_f^{\circ}\) مقدّرة بوحدة kJ/mol) في معامله العددي (المعامل الستوكيومتري)، ثم اجمع القيم. تذكّر أن العناصر النقية في حالتها المرجعية القياسية (مثل \(\text{O}_2\) و\(\text{N}_2\) والكربون الصلب على هيئة جرافيت) تكون إنثالبية تكوينها \(\Delta H_f^{\circ} = 0\). أدخل مجموع النواتج في الحقل الأول ومجموع المتفاعلات في الحقل الثاني، ثم اقرأ قيمة \(\Delta H^{\circ}_{rxn}\).
شرح المعادلة
المعادلة الحاكمة هي: $$\Delta H^{\circ}_{rxn} = \text{\$\sum \Delta H_f^{\circ}\$ Products} - \text{\$\sum \Delta H_f^{\circ}\$ Reactants}$$ ولأن الإنثالبية دالة حالة، فإن المسار الذي يُسلك بين المتفاعلات والنواتج لا يؤثر في النتيجة، إذ تعتمد القيمة على الحالتين الابتدائية والنهائية فقط. وهذا ما يتيح لنا التعامل مع إنثالبيات التكوين المجدوَلة كأنها لبنات أساسية نجمعها ونطرحها جبريًا.
مثال محلول
لنأخذ احتراق الميثان: \(\text{CH}_4 + 2\,\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\,\text{H}_2\text{O}(l)\). النواتج: \(\Delta H_f^{\circ}(\text{CO}_2) = -393.5\) مضافًا إليها $$2 \times (-285.8) = -393.5 - 571.6 = -965.1\ \text{kJ/mol}$$ المتفاعلات: \(\Delta H_f^{\circ}(\text{CH}_4) = -74.8\) مضافًا إليها \(2 \times 0\) (للأكسجين \(\text{O}_2\)) \(= -74.8\ \text{kJ/mol}\). وبذلك يكون $$\Delta H^{\circ}_{rxn} = -965.1 - (-74.8) = -890.3\ \text{kJ/mol}$$ وهو تفاعل شديد الطرد للحرارة.
الأسئلة الشائعة
لماذا تساوي إنثالبية تكوين الأكسجين \(\text{O}_2\) صفرًا؟ بحكم التعريف، تساوي إنثالبية التكوين القياسية لأي عنصر في صورته الأكثر استقرارًا تحت الظروف القياسية صفرًا، فهي بمثابة نقطة المرجع.
ماذا تعني قيمة \(\Delta H^{\circ}_{rxn}\) الموجبة؟ تعني أن التفاعل يمتص الحرارة من الوسط المحيط، أي أنه تفاعل ماص للحرارة.
هل يجب تضمين المعاملات الستوكيومترية؟ نعم؛ يجب ضرب \(\Delta H_f^{\circ}\) لكل نوع كيميائي في معامله قبل جمع كل طرف، وإلا فستكون النتيجة خاطئة.
