صفحة 36 - كتاب الكيمياء - الصف 11 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

📚 حساب حرارة التفاعل باستخدام حرارة التكوين القياسية

المفاهيم الأساسية

حرارة التكوين القياسية (ΔH°f): تستخدم لحساب حرارة التفاعل (ΔH°rxn) للعديد من التفاعلات في الظروف القياسية باستخدام قانون هس.

خريطة المفاهيم

```markmap

الحرارة المنطلقة من تفاعلات الاحتراق

حرارة التكوين القياسية

التعريف

• ΔH°f لتكوين مول واحد من المركب في الظروف القياسية
• عناصر في حالتها القياسية: ΔH°f = 0.0 kJ/mol
• نقطة مرجعية (مثل الصفر المئوي)

إيجادها بالتجارب

• مثال: تكوين NO₂

- ½ N₂(g) + O₂(g) → NO₂(g) ΔH°f = +33.2 kJ

- تفاعل ماص للحرارة

• مثال: تكوين SO₃

- S(s) + 3/2 O₂(g) → SO₃(g) ΔH°f = -396 kJ

- تفاعل طارد للحرارة

تمثيل بياني (الشكل 1-14)

• تدريج حرارة التكوين
• NO₂ فوق العناصر المكونة (+33.2 kJ)
• SO₃ تحت الصفر (-396 kJ)

قيم لمواد شائعة (الجدول 5-1)

• H₂S(g): ΔH°f = -21 kJ/mol
• HF(g): ΔH°f = -273 kJ/mol
• SO₃(g): ΔH°f = -396 kJ/mol
• SF₆(g): ΔH°f = -1220 kJ/mol

مثال: الماء

• H₂(g) + ½ O₂(g) → H₂O(l) ΔH°f = -286 kJ/mol

استعمال حرارة التكوين القياسية

#### مثال تطبيقي: إنتاج سادس فلوريد الكبريت (SF₆)

• التفاعل المستهدف: H₂S(g) + 4F₂(g) → 2HF(g) + SF₆(g) ΔH°rxn = ?
• الخطوات باستخدام قانون هس:

- الخطوة 1: كتابة معادلات التكوين من الجدول

- ½H₂(g) + ½F₂(g) → HF(g) ΔH°f = -273 kJ

- S(s) + 3F₂(g) → SF₆(g) ΔH°f = -1220 kJ

- H₂(g) + S(s) → H₂S(g) ΔH°f = -21 kJ

- الخطوة 2: التعامل مع المواد المتفاعلة والناتجة

- استخدام معادلتي التكوين للنواتج (a, b) كما هما.

- عكس معادلة تكوين المتفاعل (c) وتغيير إشارة ΔH°f:

- H₂S(g) → H₂(g) + S(s) ΔH°f = +21 kJ

- الخطوة 3: ضرب المعادلات حسب المعاملات

- تحتاج 2 مول من HF، لذا تضرب المعادلة (a) في 2:

- H₂(g) + F₂(g) → 2HF(g) ΔH°f = -546 kJ

- الخطوة 4: جمع المعادلات وقيم ΔH°f

- H₂(g) + F₂(g)→2HF(g) ΔH°f = -546 kJ

- S(s) + 3F₂(g) → SF₆(g) ΔH°f = -1220 kJ

- H₂S(g) →H₂(g) + S(s) ΔH°f = 21 kJ

- المحصلة: H₂S(g) + 4F₂(g) → 2HF(g) + SF₆(g) ΔH°rxn = -1745 kJ

#### تطبيق SF₆ (الشكل 15-1)

• يستخدم في الحفر على رقائق السليكون لإنتاج أشباه الموصلات.
• أشباه الموصلات: أجزاء مهمة في الأجهزة الإلكترونية الحديثة (حواسيب، هواتف خلوية، مشغلات MP3).

```

نقاط مهمة

• قانون هس يسمح بحساب حرارة تفاعل غير معروفة باستخدام حرارة تكوين المواد الداخلة والناتجة.
• عند استخدام معادلة تكوين مادة متفاعلة، يجب عكس المعادلة وتغيير إشارة ΔH°f الخاصة بها.
• يجب ضرب معادلة التكوين وقيمتها الحرارية في العامل المناسب لجعل كمية المادة متطابقة مع التفاعل المستهدف.
• التفاعل المدروس لإنتاج SF₆ هو تفاعل طارد للحرارة بشدة (ΔH°rxn = -1745 kJ).

--- SECTION: الشكل 15-1 --- يستعمل سادس فلوريد الكبريت في الحفر على رقائق السليكون في عملية إنتاج الأجهزة شبه الموصلة. تعد أشباه الموصلات أجزاء مهمة في الأجهزة الإلكترونية الحديثة ومنها الحواسيب والهواتف الخلوية ومشغلات MP3 ، وغيرها. --- SECTION: استعمال حرارة التكوين القياسية --- تستعمل حرارة التكوين القياسية في حساب حرارة التفاعل AHrxn لكثير من التفاعلات في الظروف القياسية باستعمال قانون هس. افترض أنك أردت أن تحسب AHrxn لتفاعل ينتج سادس فلوريد الكبريت، وهو غاز مستقر، غير نشط، له تطبيقات مهمة، أحدها مبين في الشكل 15-1. H₂S(g) + 4F₂(g) → 2HF(g) + SF₆(g) ΔH°rxn = ? --- SECTION: الخطوة 1 --- ارجع إلى الجدول 5-1 لتجد معادلة تفاعل تكوين كل من المركبات الثلاثة في معادلة التفاعل المراد حساب حرارته القياسية ΔH°f. a. ½H₂(g) + ½F₂(g) → HF(g) ΔH°f = -273 kJ b. S(s) + 3F₂(g) → SF₆(g) ΔH°f = -1220 kJ c. H₂(g) + S(s) → H₂S(g) ΔH°f = -21 kJ --- SECTION: الخطوة 2 --- المعادلتان a و b تصفان تكون الناتجين HF و SF₆ في معادلة التفاعل المراد حساب حرارته القياسية ΔH°rxn ، لذا استعمل المعادلتين a و b كما هما . المعادلة c تصف تكون H₂S ، ولكن H₂S هو أحد المواد المتفاعلة في معادلة التفاعل المراد حساب حرارته القياسية. لذا اعكس المعادلة C وغيّر إشارة ΔH°f فيها. H₂S(g) → H₂(g) + S(s) ΔH°f = 21 kJ --- SECTION: الخطوة 3 --- تحتاج إلى 2 mol من HF. لذلك اضرب المعادلة a في 2. H₂(g) + F₂(g) → 2HF(g) ΔH°f = 2(-273) = -546 kJ --- SECTION: الخطوة 4 --- اجمع معادلات التفاعلات الثلاث، واجمع قيم حرارة التكوين القياسية. H₂(g) + F₂(g)→2HF(g) ΔH°f = -546 kJ S(s) + 3F₂(g) → SF₆(g) ΔH°f = -1220 kJ H₂S(g) →H₂(g) + S(s) ΔH°f = 21 kJ ____________________________________ H₂S(g) + 4F₂(g) → 2HF(g) + SF₆(g) ΔH°rxn = -1745 kJ --- VISUAL CONTEXT --- **IMAGE**: Untitled Description: Image of a circuit board with various electronic components. Context: Illustrates an application of sulfur hexafluoride in the production of semiconductors.