أنواع التفاعلات الحرارية

أنواع التفاعلات الحرارية

أنواع التفاعلات الحرارية هي التفاعلات الكيميائية التي تصاحبها تبادل للحرارة بين المواد المتفاعلة والوسط الخارجي، وتنقسم إلى ثلاثة أنواع رئيسية:

• التفاعلات الطاردة للحرارة: هي التفاعلات التي تنطلق منها حرارة إلى الوسط الخارجي، وتكون كمية الحرارة المنطلقة أكبر من كمية الحرارة المستهلكة في التفاعل، وترمز لها بالإشارة السالبة (-). مثال على هذا النوع من التفاعلات هو احتراق الغاز أو الفحم أو الزيت.

• التفاعلات الماصة للحرارة: هي التفاعلات التي تستهلك حرارة من الوسط الخارجي، وتكون كمية الحرارة المستهلكة أكبر من كمية الحرارة المنطلقة من التفاعل، وترمز لها بالإشارة الموجبة (+). مثال على هذا النوع من التفاعلات هو تحول الماء السائل إلى بخار أو تحول الثلج إلى ماء.

• التفاعلات المحايدة حراريًّا: هي التفاعلات التي لا تصاحبها تبادل للحرارة مع الوسط الخارجي، وتكون كمية الحرارة المنطلقة من التفاعل مساوية لكمية الحرارة المستهلكة فيه، ولا ترمز لها بأي إشارة. مثال على هذا النوع من التفاعلات هو تبادل أيونات بين محاليل مائية.

التفاعلات الحرارية الماصة للحرارة

التفاعلات الحرارية الماصة للحرارة هي التفاعلات الكيميائية التي تستهلك حرارة من الوسط الخارجي لتتم، وتكون كمية الحرارة المستهلكة أكبر من كمية الحرارة المنطلقة من التفاعل، وترمز لها بالإشارة الموجبة (+)

هذه التفاعلات تحدث عندما يكون تكسير روابط المواد المتفاعلة يتطلب طاقة أكبر من طاقة تكوين روابط المواد الناتجة، وبالتالي يحتاج سريان التفاعل إلى حرارة نعطيها له من الخارج

مثال على هذا النوع من التفاعلات هو تحول الماء السائل إلى بخار أو تحول الثلج إلى ماء، حيث يتم امتصاص حرارة من الوسط المحيط لزيادة طاقة حركة جزيئات الماء والانتقال إلى حالة أقل انضباطًا

التفاعلات الحرارية الطاردة للحرارة

التفاعلات الحرارية الطاردة للحرارة هي التفاعلات الكيميائية التي تنطلق منها حرارة إلى الوسط الخارجي، وتكون كمية الحرارة المنطلقة أكبر من كمية الحرارة المستهلكة لبدء التفاعل، وترمز لها بالإشارة السالبة (-)

هذه التفاعلات تحدث عندما يكون تكوين روابط المواد الناتجة يتطلب طاقة أقل من طاقة تكسير روابط المواد المتفاعلة، وبالتالي يتم إطلاق الفرق في الطاقة على شكل حرارة أو ضوء أو صوت أو كهرباء

مثال على هذا النوع من التفاعلات هو احتراق الخشب أو الفحم أو النفط، حيث يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء والحرارة والضوء من تفاعل هذه المواد مع الأكسجين

أمثلة على أنواع التفاعلات الحرارية

التفاعلات الحرارية هي التفاعلات الكيميائية التي تتبادل فيها المواد المتفاعلة والناتجة طاقة حرارية مع الوسط المحيط، وتنقسم هذه التفاعلات إلى نوعين رئيسيين:

• التفاعلات الطاردة للحرارة: هي التفاعلات التي تنطلق منها حرارة إلى الوسط الخارجي، وتكون كمية الحرارة المنطلقة أكبر من كمية الحرارة المستهلكة لبدء التفاعل، وترمز لها بالإشارة السالبة (-). مثال على هذه التفاعلات هو احتراق الخشب أو الفحم أو النفط، حيث يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء والحرارة والضوء من تفاعل هذه المواد مع الأكسجين
• التفاعلات الماصة للحرارة: هي التفاعلات التي تمتص حرارة من الوسط الخارجي، وتكون كمية الحرارة المستهلكة أكبر من كمية الحرارة المنتجة من التفاعل، وترمز لها بالإشارة الموجبة (+). مثال على هذه التفاعلات هو تفكك كربونات الكالسيوم بالحرارة إلى أكسيد الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون، حيث يتم استهلاك حرارة من الوسط لإجراء هذا التفاعل

أمثلة على التفاعلات الحرارية الماصة للحرارة

التفاعلات الحرارية الماصة للحرارة هي التفاعلات التي تمتص حرارة من الوسط الخارجي، وتكون كمية الحرارة المستهلكة أكبر من كمية الحرارة المنتجة من التفاعل، وترمز لها بالإشارة الموجبة (+)

هذه التفاعلات تحدث عندما يكون تكسير روابط المواد المتفاعلة يتطلب طاقة أكبر من طاقة تكوين روابط المواد الناتجة، وبالتالي يتم استهلاك الفرق في الطاقة من الوسط على شكل حرارة أو ضوء أو صوت أو كهرباء

مثال على هذا النوع من التفاعلات هو تفكك كربونات الكالسيوم بالحرارة إلى أكسيد الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون، حيث يتم استهلاك حرارة من الوسط لإجراء هذا التفاعل

أمثلة أخرى على التفاعلات الحرارية الماصة للحرارة هي:

• تفكك بيروكسيد الهيدروجين إلى ماء وأكسجين بإضافة مادة حافزة مثل خميرة الخبز.
• تفكك نترات الأمونيوم إلى نتروجين وأكسجين وبخار الماء بتسخينه.
• تفكك يودات البوتاسيوم إلى يود وأكسجين بإضافة حامض قوي مثل حامض النتريك.

أمثلة على التفاعلات الحرارية الطاردة للحرارة

التفاعلات الحرارية الطاردة للحرارة هي التفاعلات التي تطلق حرارة إلى الوسط الخارجي، وتكون كمية الحرارة المنتجة من التفاعل أكبر من كمية الحرارة المستهلكة لبدء التفاعل، وترمز لها بالإشارة السالبة (-)

هذه التفاعلات تحدث عندما يكون تكوين روابط المواد الناتجة يتطلب طاقة أقل من طاقة تكسير روابط المواد المتفاعلة، وبالتالي يتم إطلاق الفرق في الطاقة إلى الوسط على شكل حرارة أو ضوء أو صوت أو كهرباء

مثال على هذا النوع من التفاعلات هو احتراق الخشب بالأكسجين إلى ثاني أكسيد الكربون والماء، حيث يتم إطلاق حرارة وضوء إلى الوسط نتيجة هذا التفاعل

أمثلة أخرى على التفاعلات الحرارية الطاردة للحرارة هي:

• تفاعل الثيرميت بين مسحوق الألمنيوم وأكسيد الحديد، والذي ينتج حديدًا سائلاً وأكسيد الألمنيوم وحرارة شديدة.
• تفاعل الفلزات مثل المغنيسيوم والصوديوم والبوتاسيوم مع الماء، والذي ينتج هيدروكسيد فلزي وهيدروجين وحرارة كافية لإشعال الهيدروجين.
• تفاعل حامض قوي مثل حامض الهيدروكلوريك مع قاعدة قوية مثل هيدروكسيد الصوديوم، والذي ينتج ماء وكلوريد صوديوم وحرارة.

كيف نفرّق بين أنواع التفاعلات الحرارية؟

لنفرق بين أنواع التفاعلات الحرارية، يجب أن نعرف كمية الحرارة التي تنتقل بين النظام (المواد المتفاعلة والناتجة) والوسط المحيط (المحيط الخارجي) أثناء التفاعل. هذه الكمية تسمى كمية حرارة التفاعلوترمز بـ Q

إذا كانت كمية حرارة التفاعل سالبة (Q < 0)، فهذا يعني أن النظام يطلق حرارة إلى الوسط المحيط، وبالتالي يكون التفاعل طاردًا للحرارة. هذه التفاعلات تحدث عندما تكون طاقة روابط المواد الناتجة أقل من طاقة روابط المواد المتفاعلة، وبالتالي يتم إطلاق الفرق في الطاقة على شكل حرارة أو ضوء أو صوت أو كهرباء

إذا كانت كمية حرارة التفاعل موجبة (Q > 0)، فهذا يعني أن النظام يمتص حرارة من الوسط المحيط، وبالتالي يكون التفاعل ماصًا للحرارة. هذه التفاعلات تحدث عندما تكون طاقة روابط المواد الناتجة أكبر من طاقة روابط المواد المتفاعلة، وبالتالي يتم امتصاص الفرق في الطاقة على شكل حرارة أو ضوء أو صوت أو كهرباء

إذا كانت كمية حرارة التفاعل صفرًا (Q = 0)، فهذا يعني أن النظام لا يتبادل حرارة مع الوسط المحيط، وبالتالي يكون التفاعل محايدًا حراريًّا. هذه التفاعلات تحدث عندما تكون طاقة روابط المواد الناتجة تساوي طاقة روابط المواد المتفاعلة، وبالتالي لا يحدث تغير في الطاقة على شكل حرارة أو ضوء أو صوت أو كهرباء