التفاعلات الكيميائية الماصة للحرارة والحرارة

تطلق العديد من التفاعلات الكيميائية طاقة على شكل حرارة أو ضوء أو صوت. وهذه هي تفاعلات طاردة للحرارة. قد تحدث تفاعلات طاردة للحرارة بشكل تلقائي وتؤدي إلى زيادة عشوائية أو غير قادر علي (>S> 0) من النظام. يرمز لها بتدفق حراري سلبي (يتم فقدان الحرارة في المناطق المحيطة) وانخفاض في المحتوى الحراري (ΔH <0). في المختبر ، تنتج التفاعلات الطاردة للحرارة الحرارة أو قد تكون متفجرة.

هناك تفاعلات كيميائية أخرى يجب أن تمتص الطاقة من أجل المضي قدمًا. وهذه هي تفاعلات ماصة للحرارة. تفاعلات ماصة للحرارة لا يمكن أن تحدث بشكل تلقائي. يجب أن يتم العمل من أجل حدوث هذه التفاعلات. عندما تمتص التفاعلات الماصة للحرارة الطاقة ، يتم قياس انخفاض درجة الحرارة أثناء التفاعل. تتميز التفاعلات الماصة للحرارة بتدفق حراري إيجابي (في التفاعل) وزيادة في المحتوى الحراري (+ ΔH).

البناء 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 المنتج:

أشعة الشمس +6 CO₂(ز) + ح₂O (ل) = ج₆ح₁₂يا₆(ع) + 6O₂(ز)

تتضمن الأمثلة الأخرى على العمليات الماصة للحرارة ما يلي:

• إذابة كلوريد الأمونيوم في الماء
• تكسير الالكانات
• تركيب النوى للعناصر أثقل من النيكل في النجوم
• تبخير الماء السائل
• ذوبان الجليد

مثال على التفاعل الطارد للحرارة هو خليط الصوديوم والكلور لإنتاج ملح الطعام. ينتج هذا التفاعل 411 كيلوجول من الطاقة لكل مول من الملح المنتج:

نا (ق) + 0.5Cl₂(ق) = كلوريد الصوديوم

تتضمن الأمثلة الأخرى للعمليات الطاردة للحرارة ما يلي:

• ال تفاعل الثرمايت
• تفاعل معادل (على سبيل المثال ، خلط حمض وقاعدة لتكوين ملح وماء)
• معظم تفاعلات البلمرة
• احتراق الوقود
• تنفس
• الانشطار النووي
• تآكل المعادن (تفاعل أكسدة)
• إذابة حمض في الماء

تتضمن العديد من التفاعلات الطاردة للحرارة والرطوبة ، المواد الكيميائية السامة أو الحرارة الشديدة أو البرودة أو طرق التخلص من الفوضى. مثال على رد فعل طارد للحرارة سريع هو إذابة مسحوق الغسيل في يدك بقليل من الماء. مثال على تفاعل ماص للحرارة سهل هو إذابة كلوريد البوتاسيوم (يباع كبديل للملح) في يدك بالماء.

هذه العروض الماصة للحرارة والحرارة آمنة وسهلة:

• ردود فعل مثيرة طاردة للحرارة للمحاولة: قم بتسخين الأشياء من خلال واحدة من مظاهر التفاعلات الطاردة للحرارة البسيطة.
• إنشاء رد فعل ماص للحرارة: بعض التفاعلات الماصة للحرارة تصبح باردة بما يكفي لتسبب قضمة الصقيع. في ما يلي مثال على رد فعل آمن بما فيه الكفاية للأطفال للمس.
• كيفية إنشاء تفاعل كيميائي طارد للحرارة: بعض التفاعلات الطاردة للحرارة تنتج اللهب وتصبح ساخنة للغاية (مثل تفاعل الثرمايت). في ما يلي تفاعل طارد للحرارة آمن ينتج حرارة ولكن لا يبدأ في نشوب حرائق أو يسبب حروقًا.
• اصنع الثلج الساخن من الخل وصودا الخبز: يمكن استخدام أسيتات الصوديوم أو "الثلج الساخن" كرد فعل ماص للحرارة أو طارد للحرارة ، اعتمادًا على ما إذا كنت تبلور أو تذوب المادة الصلبة.

فيما يلي ملخص سريع للاختلافات بين التفاعلات الماصة للحرارة والحرارة:

تشير التفاعلات الماصة للحرارة والحرارة إلى امتصاص الحرارة أو إطلاقها. هناك أنواع أخرى من الطاقة التي يمكن إنتاجها أو امتصاصها بواسطة تفاعل كيميائي. تشمل الأمثلة الضوء والصوت. بشكل عام ، يمكن تصنيف التفاعلات التي تنطوي على الطاقة على أنها شاذة أو خارجية، رد فعل ماص للحرارة هو مثال على رد فعل داخلي. رد فعل طارد للحرارة هو مثال على رد فعل خارجي.

مفتاح الحقائق

• Qian، Y.‐Z.، et al. "مصادر سوبرنوفا المتنوعة لل ص-معالجة." المجلة الفيزيائية الفلكية، المجلد. 494 ، لا. 1 ، 10 فبراير 1998 ، ص. 285-296 ، دوى: 10.1086 / 305198.
• Yin ، Xi ، وآخرون. "نهج التسخين الذاتي للإنتاج السريع للهياكل النانوية المعدنية الموحدة." كيمياء المواد النانوية للطاقة والبيولوجيا والمزيد، المجلد. 2 ، لا. 1 ، 26 أغسطس 2015 ، ص. 37-41 ، دوى: 10.1002 / cnma.201500123.