التفاعلات الماصة للحرارة و الباعثة للحرارة
العديد من التفاعلات الكيميائية تبعث الطاقة على شكل حرارة أو ضوء أو صوت هذه هي التفاعلات الباعثة للحرارة قد تحدث التفاعلات الباعثة للحرارة بشكل تلقائي وتؤدي إلى زيادة العشوائية أو الانتروبيا (ΔS > 0) في النظام يشار إليها من خلال تدفق الحرارة السلبية (يتم فقدان الحرارة إلى المناطق المحيطة بها) وانخفاض في المحتوى الحراري (ΔH <0). في المختبر ، تنتج التفاعلات الباعثة للحرارة الحرارة أو قد تكون متفجرة.
هناك تفاعلات كيميائية أخرى يجب أن تمتص الطاقة من أجل اكمال التفاعل. هذه هي تفاعلات ماصة للحرارة. لا يمكن أن تحدث التفاعلات الماصة للحرارة بشكل تلقائي. يجب أن يتم العمل من أجل الحصول على هذه التفاعلات . عندما تمتص التفاعلات الماصة للحرارة الطاقة ، يتم قياس انخفاض درجة الحرارة أثناء التفاعل. تتميز التفاعلات الداخلية للحرارة بتدفق حراري موجب (في التفاعل) وزيادة في المحتوى الحراري (+ ΔH).
أمثلة على العمليات الباعثة للحرارة الماصة للحرارة
التمثيل الضوئي هو مثال على تفاعل كيميائي ماص للحرارة. في هذه العملية ، تستخدم النباتات الطاقة من الشمس لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى الجلوكوز والأكسجين. يتطلب هذا التفاعل 15 ميجا جول من الطاقة (ضوء الشمس) لكل كيلوغرام من الجلوكوز الذي يتم إنتاجه:
sunlight + 6CO2(g) + H2O(l) = C6H12O6(aq) + 6O2(g)
تشمل الأمثلة الأخرى على العمليات الماصة للحرارة:
حل كلوريد الأمونيوم في الماء
تكسير الالكانات
Nucleosynthesis من العناصر أثقل من النيكل في النجوم
تبخير الماء السائل
ذوبان الجليد
مثال على التفاعل الطارد للحرارة هو خليط من الصوديوم والكلور لإعطاء ملح الطعام. ينتج هذا التفاعل 411 كيلو جول من الطاقة لكل مول من الملح الذي يتم إنتاجه:
Na(s) + 0.5Cl2(s) = NaCl(s)
تشمل الأمثلة الأخرى على العمليات الباعثة للحرارة ما يلي:
تفاعل الثرمايت
تفاعل معادلة (على سبيل المثال ، خلط حمض وقاعدة لتشكيل ملح وماء)
معظم تفاعلات البلمرة
احتراق الوقود
Repiration
الانشطار النووي
تآكل المعادن (تفاعل أكسدة)
حل حمض في الماء
مظاهرات يمكنك القيام بها
تتضمن العديد من التفاعلات الباعثة للحرارة الماصة للحرارة المواد الكيميائية السامة أو الحرارة الشديدة أو البرودة أو طرق التخلص من الفوضى. مثال على تفاعل باعث للحرارة سريع هو إذابة مسحوق الغسيل في يدك مع قليل من الماء. مثال على تفاعل ماص للحرارة سهل هو إذابة كلوريد البوتاسيوم (يباع كبديل ملح) في يدك بالماء.
هذه العمليات الباعثة للحرارة الماصة للحرارة آمنة وسهلة:
تفاعلات باعثة للحرارة مثيرة لمحاولة: تسخين الأشياء مع واحدة من هذه العمليات تفاعلات باعثة للحرارة بسيطة.
تفاعل ماص للحرارة: بعض التفاعلات الماصة للحرارة تصبح باردة بما يكفي لتسبب قضمة الصقيع. في ما يلي مثال على تفاعل آمن بما فيه الكفاية ليتمكن الأطفال من اللمس.
التفاعل الباعث للحرارة الآمنة: تنتج بعض التفاعلات الباعثة للحرارة ألسنة اللهب وتصبح ساخنة للغاية (مثل تفاعل الثرمايت). هنا هو التفاعل الباعث للحرارة آمن ينتج الحرارة ولكن لن يبدأ الحرائق أو يسبب حروق.
الثلج الساخن - التفاعل الباعث للحرارة: يمكن استخدام أسيتات الصوديوم أو "الجليد الساخن" إما تفاعل ماص للحرارة أو باعث للحرارة ، وهذا يتوقف على ما إذا كنت تبلور أو تذوب المادة الصلبة.
مقارنه بين التفاعلات الماصة للحرارة و الباعثة للحرارة
فيما يلي ملخص سريع للاختلافات بين التفاعلات الطاردة للحرارة والحرارة الطاردة للحرارة:
ماص للحرارة الباعثة للحرارة
يتم امتصاص الحرارة (يشعر الباردة) يتم تحرير الحرارة (يشعر بالدفء)
الطاقة يجب أن تضاف لتفاعل التفاعل يحدث يحدث تلقائيا
يقلل من الاضطراب (<S <0) يزيد الإنتروبيا (ΔS> 0)
زيادة المحتوى الحراري (+ ΔH) في المحتوى الحراري (-ΔH)
التفاعلات الماصة للحرارة و الباعثة للحرارة
تشير التفاعلات الباعثة للحرارة والحرارة إلى امتصاص أو إطلاق الحرارة. هناك أنواع أخرى من الطاقة التي يمكن إنتاجها أو امتصاصها بواسطة تفاعل كيميائي. وتشمل الأمثلة الضوء والصوت. بشكل عام ، يمكن تصنيف التفاعلات التي تنطوي على الطاقة على أنها طاقة إنرجرية أو طاقة تفاعلية ، ويعتبر التفاعل الماص للحرارة مثالاً على تفاعل إنرجرجي. التفاعل الباعثة للحرارة هو مثال على تفاعل الطاقة.
النقاط الرئيسية
التفاعلات الباعثة للحرارة والماصة للحرارة هي تفاعلات كيميائية تمتص الحرارة وتطلقها ، على التوالي.
مثال جيد على تفاعل ماص للحرارة هو التركيب الضوئي. الاحتراق هو مثال على تفاعل باعث للحرارة.
يعتمد تصنيف التفاعل مثل endo أو exothermic على نقل الحرارة الصافي. في أي تفاعل ، يتم امتصاص الحرارة وإطلاقها. على سبيل المثال ، يجب إدخال الطاقة في تفاعل احتراق لبدء تشغيله (إضاءة حريق بمطابقة) ، ولكن بعد ذلك يتم إطلاق المزيد من الحرارة عما هو مطلوب.
