تفاعل ناشر للحرارة

ملف:ThermiteFe2O3.JPG

ملف:Ac com.svg

رسم توضيحي لتفاعل منتج للحرارة.

في الكيمياء, التفاعل الناشر للحرارة أو تفاعل منتج للحرارة (بالإنجليزية: Exothermic reaction) هو التفاعل الذي تنطلق منه حرارة . وهو بعكس التفاعل الماص للحرارة الذي لا يتم إلا إمداده بحرارة من الخارج endothermic reaction.

مثال على التفاعل المنتج للحرارة ، احتراق الخشب (اتحاد الكربون مع الأكسجين ).

يتم التعبير عن التفاعل المنتج للحرارة بالشكل الآتي:

المتفاعلات ← النواتج + طاقة.

وعند استخدام مسعر يكون التغير في الطاقة الناتجة من التفا عل أكبر كثيرا من حرارة المسعر . وهذا يعنى أن التفاعل يكون منتجا للحرارة عندما يسبب التفاعل زيادة في حرارة الوسط الذي يتم به . مثال على ذلك : نحك عود الكبريت على سطح خشن من أجل إشعاله . ينشأ عن الاحتكاك حرارة بسيطة تعمل على بدء التفاعل بين الكبريت و الأكسجين الذي يشتعل مولدا طاقة حرارية أكبر .

في أي تفاعل ناشر للحرارة تكون الطاقة الابتدائية التي تُمتص لتكسير الروابط أقل من الطاقة الناتجة عن التفاعل ،التي تتولد عند تكون روابط جديدة بين الجزيئات المتفاعلة .

ويصعب للغاية قياس أو حساب كمية الطاقة المطلقة لتفاعل كيميائي ولكن يمكن حساب كل من السخانة (إنثالبي), ΔH, لأى تفاعل كيميائي. ويعتبر مسعر الانفجار وسطا مناسبا لقياس التغير في الطاقة, ΔH, لتفاعل احتراق. وتتناسب قيم ΔH, المحسوبة والمقاسة لطاقة الرابطة كالتالي:

ΔH = الطاقة المستخدمة في تفاعلات كسر الروابط – الطاقة المنطلقة لعمل الروابط في النواتج.

ولأى تفاعل ناشر للحرارة, تكون قيم ΔH سالبة:

2H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O(g

ΔH = −83.6 kJ/mol of O₂

مسار التفاعل المنتج للحرارة

يكون مخلوط التفاعل عادة في حالة شبه مستقرة (حرجة) . وعن طريق اكتسابها لكمية معينة من الطاقة، تسمى "طاقة التنشيط " أو "إنثالبي التنشيط " يُرفع النظام إلى الحالة الغير مستقرة ويسير التفاعل . وعن طريق التنشيط يبدأ سريان التفاعل ويستمر التفاعل من ذاته بدون الاحتياج إلى تنشيط آخر.

يصدر النظام الكيميائي طاقة وينشرها في الوسط المحيط ، وتسمى تلك الحرارة الصادرة منه "إنثالبي التفاعل" . ثم توجد نواتج التفاعل في حالة مستقرة .

ومثال على طاقة التنشيط عندما نشعل عود كبريت من أجل إشعال الخشب ، حيث ينتج احتكاك عود الكبريت بالسطح لخشن تلك الحرارة الأولية المنشطة . أما في الغازات فيجري إشتعالها بشرارة كهربائية.

Enthalpieprofil einer exothermen Reaktion

Legende: $H:=\text{Enthalphie}$ ${\mathrm{\Delta }}^{‡}H:=\text{Aktivierungsenthalpie}$ ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{R}}H:=textReaktionsenthalpie$ اليسار: حالة المخلوط الأولية (شبه مستقرة): metastable في الوسط: وصول المخلوط إلى الحالة الغير مستقرة : unstable] إلى اليمين: حالة النواتج النهائية : stable]

مثال: يحترق الكربون ويتحد مع اكسجين الهواء مكونا ثاني أكسيد الكربون مع اصدار حرارة.

$$\begin{gathered} \mathrm{C}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}} \\ \stackrel{{𝟓}}{\to } \\ \mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{h}\mathrm{e}\mathrm{a}\mathrm{t} \end{gathered}$$.

إنثالبي التفاعل (فرق الإنثالبي) الناتج عن التفاعل $\mathrm{\Delta }H$ سالب الإشارة . ويمكن حسابها من "الإنثالبي العياري للتفاعلات"

إذا كانت طاقة التنشيط قليلة جدا فقد يمكن سريان التفاعل بدون تزويد المخلوط بحرارة من الخارج ، حيث يستمد النظام طاقة التنشيط من جوه المحيط . ويشتعل النظام فوريا (خطورة تخزين المفرقعات) .

فرق الإنثالبي

يعرف الإنثالبي بأنه مجموع الطاقة الداخلية في نظام مضافا إليها حاصل ضرب الضغط في الحجم. وهو ما يحتويه نظام من الطاقة عند ثبات الضغط .

فرق الإنثالبي ، ويرمز له $\mathrm{\Delta }H$ هو فرق إنثالبي المواد الناتجة من التفاعل $H_2$ و إنثالبي المواد الداخلة في التفاعل $H_1$ , وتكتب المعادلة كالآتي  :

$\mathrm{\Delta }H=H_2-H_1<0$

ولذلك تكون إشارة الحرارة الناتجة سالبة (المواد المتفاعلة تفقد حرارة ، ويكتسب الإنسان تلك الحرارة . فإذا إضفنا من جهتنا حرارة إلى نظام فإن إشارتها طبعا تكون موجبة ).

وكذلك في الفيزياء : ينتج عن الإنشطار النووي طاقة تتحرر ، فالتفاعل الإنشطاري عبارة عن تفاعل منتج للحرارة. وتفاعل الاندماج النووي مثل الاندماج النووي للهيدروجين الذي تستمد منه الشمس طاقتها هو أيضا " تفاعل منتج للطاقة".

أمثلة للتفاعلات الناشرة للحرارة

• الاحتراق
• التعادل
• تفاعل الثرميت: تفاعل شديد بين الألمونيوم و أكسيد الحديد
• إضافة الماء للأحماض المركزة.

وصلات خارجية

• GCSE التفاعلات

اقرأ أيضا

• تفاعل ماص للحرارة
• تفاعل الثرميت
• تفاعل كيميائي
• تفاعلات أكسدة-اختزال
• اختزال

المراجع

ملف:Nuvola apps edu science.svg

هذه بذرة مقالة عن الكيمياء تحتاج للنمو والتحسين، فساهم في إثرائها بالمشاركة في تحريرها.

ca:Reacció exotèrmica cs:Exotermní reakce da:Exoterm de:Exotherme Reaktion Exothermic reaction]] es:Reacción exotérmica et:Eksotermiline reaktsioon fa:واکنش گرماده fi:Eksoterminen reaktio fr:Réaction exothermique gl:Reacción exotérmica he:תגובה אקסותרמית hi:उष्माक्षेपी अभिक्रिया ht:Reyaksyon egzotèmik hu:Exoterm reakció id:Eksotermik io:Exokalorala reakto it:Processo esotermico ja:発熱反応 ko:발열반응 lt:Egzoterminis procesas mk:Егзотермна реакција nl:Exotherme reactie nn:Eksoterm reaksjon no:Eksoterm reaksjon pt:Reação exotérmica ru:Экзотермическая реакция sk:Exotermická reakcia sl:Eksotermna reakcija sv:Exoterm reaktion tr:Ekzotermik uk:Екзотермічна реакція ur:حرارت زا تعامل zh:放热反应