مخطط طاقة التفاعل – الطارد للحرارة والماص للحرارة

ماذا تعرض

يقارن مخطط المحتوى الحراري بين المحتوى الحراري للمتفاعلات وللنواتج على طول مسار التفاعل. فإذا كانت النواتج أدنى، انطلقت الطاقة إلى الوسط المحيط: التفاعل طارد للحرارة وقيمة ΔH سالبة، كما في احتراق الميثان أو الهيدروجين أو الكربون. وإذا كانت أعلى، كما في التفكك الحراري لكربونات الكالسيوم CaCO₃، فالتفاعل ماص للحرارة وقيمة ΔH موجبة. طاقة التنشيط Ea هي ارتفاع الحاجز فوق مستوى المتفاعلات. يوفر العامل الحفاز حاجزًا أدنى، لكنه لا يغيّر المستويين، ولذلك لا يغيّر ΔH. وكمية الحرارة المتبادلة هي q = n·|ΔH|.

طريقة الاستخدام

اختر من قائمة التفاعل تفاعلًا له قيمة حقيقية للتغير القياسي في المحتوى الحراري، أو اختر ΔH مخصص وحدد القيمة بنفسك. اضغط ابدأ التفاعل وراقب ميزان الحرارة في الكأس يرتفع أو ينخفض مع سير التفاعل. اسحب القمة أو غيّر طاقة التنشيط Ea لتعديل الحاجز، ثم بدّل زر المحفز بين مفعّل ومعطّل: تنخفض القمة، لكن الفرق بين المتفاعلات والنواتج وتغير درجة الحرارة يبقيان كما هما.

المعاملات القابلة للتغيير

• التفاعل CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O (ΔH = −890 kJ), 2H₂ + O₂ → 2H₂O(l) (ΔH = −571.6 kJ), C + O₂ → CO₂ (ΔH = −393.5 kJ), CaCO₃ → CaO + CO₂ (ΔH = +178 kJ), N₂ + O₂ → 2NO (ΔH = +180.6 kJ), ΔH مخصص
• ΔH المخصص (عند اختيار مخصص) -1000–1000 kJ
• طاقة التنشيط Ea (توضيحية) 20–400 kJ
• وجود عامل حفاز (يخفض Ea)

أسئلة للاستكشاف

1. هل يحتاج التفاعل الطارد للحرارة إلى طاقة ليبدأ، وكيف يبيّن المخطط ذلك؟
2. هل يغيّر تفعيل المحفز قيمة ΔH أو تغير درجة حرارة المحلول؟
3. لماذا يجب تسخين الحجر الجيري (CaCO₃) باستمرار ليستمر تفككه؟