عملية رد فعل طارد للحرارة ، أنواع وأمثلة

ال رد فعل طارد للحرارة هو نوع من التفاعل الكيميائي الذي يحدث فيه نقل الطاقة ، بشكل رئيسي في شكل حرارة أو إطلاق للضوء. الاسم يأتي من البادئة اليونانية إكسو, مما يعني "الخارج" ؛ ومصطلح "الحرارية" ، والذي يشير إلى الحرارة أو درجة الحرارة.

وبهذا المعنى ، يمكن أن تنقل التفاعلات الطاردة للحرارة أنواعًا أخرى من الطاقة إلى البيئة التي يتم إنشاؤها فيها ، مثل الانفجارات وطريقة نقل الطاقة الحركية والسونيكية عند توسيع المواد الموجودة في الطور الغازي عند درجات حرارة عالية. بطريقة عنيفة.

بنفس الطريقة ، في حالة استخدام البطاريات ، يتم إجراء تفاعل طارد للحرارة ، فقط في هذه الحالة يتم نقل الطاقة الكهربائية.

مؤشر

• 1 عملية
• 2 أنواع
  • 2.1 تفاعلات الاحتراق
  • 2.2 تحييد التفاعلات
  • 2.3 تفاعلات الأكسدة
  • 2.4 رد فعل النمل الأبيض
  • 2.5 تفاعل البلمرة
  • 2.6 تفاعل الانشطار النووي
  • 2.7 ردود فعل أخرى
• 3 أمثلة
• 4 المراجع

عملية

في السابق ، تم ذكر أنه عندما يحدث تفاعل طارد للحرارة يحدث إطلاق للطاقة ، والتي يمكن تصورها بسهولة أكبر في المعادلة التالية:

الكواشف (ق) → المنتج (ق) + الطاقة

لذلك ، لتقدير الطاقة التي يمتصها أو يطلقها نظام ما ، يتم استخدام معلمة ديناميكية حرارية تدعى enthalpy (يرمز إليها بحرف "H"). إذا حدث في نظام ما (في هذه الحالة تفاعل كيميائي) إطلاق طاقة إلى المناطق المحيطة ، فإن تباين المحتوى الحراري (يعبر عنه بـ asH) سيكون له قيمة سالبة.

خلاف ذلك ، إذا كان الاختلاف في هذا القياس إيجابيا ، فإنه يعكس امتصاص الحرارة من المناطق المحيطة. كذلك ، فإن حجم التباين في النظام هو تعبير عن مقدار الطاقة التي يتم نقلها من أو إلى البيئة.

كلما زاد حجم ΔH ، زاد إطلاق الطاقة من النظام إلى الوسط المحيط.

هذا لأنه في هذه التفاعلات تكون الطاقة الصافية التي يتم إطلاقها عند إنشاء روابط جديدة أكبر من الطاقة الصافية المستخدمة في تجزئة الروابط.

مما سبق يمكن الاستدلال على أن هذا النوع من التفاعلات شائع للغاية ، لأن منتجات التفاعل لديها كمية من الطاقة مخزنة في الروابط أكبر من تلك الموجودة في المواد المتفاعلة..

نوع

هناك أنواع مختلفة من ردود الفعل الطاردة للحرارة في مختلف مجالات الكيمياء ، سواء في المختبر أو في الصناعة ؛ يتم تنفيذ بعضها تلقائيًا والبعض الآخر يحتاج إلى ظروف معينة أو نوع ما من المواد مثل المحفز المراد إنتاجه.

فيما يلي أهم أنواع ردود الفعل الطاردة للحرارة:

تفاعلات الاحتراق

تفاعلات الاحتراق هي تلك الخاصة بنوع الأكسدة والاختزال التي تحدث عندما تتفاعل مادة أو أكثر مع الأكسجين ، مما يؤدي عمومًا إلى إطلاق الطاقة الضوئية والحرارية - أي الضوء والحرارة - عند إنتاج اللهب..

ردود الفعل تحييد

تتميز تفاعلات التحييد بالتفاعل بين الأنواع الحمضية والمادة القلوية (القاعدة) لتشكيل الملح والماء ، مما يدل على طبيعة طاردة للحرارة.

تفاعلات الأكسدة

هناك العديد من ردود الفعل من هذا النوع التي تُظهر سلوكًا طاردًا للحرارة ، لأن أكسدة الأكسجين تسبب إطلاق كمية كبيرة من الطاقة ، كما يحدث في أكسدة الهيدروكربونات..

رد فعل النمل الأبيض

يمكن أن ينتج عن هذا التفاعل درجة حرارة تقارب 3000 درجة مئوية ، وبسبب التقارب العالي لمسحوق الألومنيوم مع عدد كبير من أكاسيد المعادن ، يتم استخدامه في لحام الفولاذ والحديد.

تفاعل البلمرة

هذا النوع من التفاعل هو الذي ينشأ عندما يتفاعل عدد معين من الأنواع الكيميائية تسمى المونومرات ، وهي وحدات عندما تتكرر مجتمعة في سلاسل لتشكيل هياكل الجزيئات الكبيرة تسمى البوليمرات.

تفاعل الانشطار النووي

تشير هذه العملية إلى تقسيم نواة الذرة التي تعتبر ثقيلة - أي ، حيث يبلغ عدد الكتلة (A) أكبر من 200 - لإنتاج شظايا أو نوى ذات حجم أصغر مع كتلة وسيطة.

في هذا التفاعل ، حيث يتم تكوين واحد أو أكثر من النيوترونات ، يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة لأن اللب ذو الوزن الأكبر لديه ثبات أقل من منتجاته.

ردود الفعل الأخرى

هناك أيضًا تفاعلات طاردة للحرارة ذات أهمية كبيرة ، مثل تجفيف بعض الكربوهيدرات عند التفاعل مع حمض الكبريتيك ، أو امتصاص الماء الذي يحتوي على هيدروكسيد الصوديوم المعرض للهواء الطلق أو أكسدة الأنواع المعدنية في العديد من تفاعلات التآكل.

أمثلة

فيما يلي بعض الأمثلة على تفاعلات الطاردة للحرارة ، والتي تنتج تباينًا في المحتوى الحراري له قيمة سلبية بسبب حقيقة أنها تطلق الطاقة ، كما ذكر أعلاه..

على سبيل المثال ، يعتبر احتراق البروبان رد فعل طارد للحرارة:

C₃H₈(ز) + 5O₂(ز) → 3CO₂(ز) + 4 ساعات₂يا (ل)

تظهر حالة أخرى من السلوك الطارد للحرارة من خلال تفاعل التحييد بين كربونات الصوديوم وحمض الهيدروكلوريك:

NaHCO₃(ac) + HCl (ac) → NaCl (ac) + H₂يا (ل) + CO₂(G)

كما يتم تقديم أكسدة الإيثانول إلى حمض الخليك المستخدم في الكحول ، والذي يظهر تفاعله الكامل في المعادلة التالية:

3CH₃CH₂OH + 2K₂كر₂O₇ + 8H₂SW₄ → CH₃COOH + 2Cr (SO₄)₃ + 2K₂SW₄ + 11H₂O

هناك فئة أخرى من تفاعلات الطاردة للحرارة هي ما يسمى تفاعل الثيرمايت ، حيث يتم الجمع بين الألومنيوم وأكسيد فلز ، كما هو موضح أدناه:

2Al (s) + الإيمان₂O₃(ق) → آل₂O₃(ق) + الحديد (ل)

بالإضافة إلى الأمثلة الموضحة أعلاه ، هناك مجموعة واسعة من ردود الفعل التي تعتبر أيضًا طاردة للحرارة ، مثل تحلل بعض مواد النفايات العضوية من أجل التسميد..

كما يسلط الضوء على أكسدة الصباغ luciferin بفعل luciferase الإنزيم لإنتاج سمة تلألؤ بيولوجي من اليراعات ، وحتى التنفس ، من بين العديد من ردود الفعل الأخرى.

مراجع

1. ويكيبيديا. (بدون تاريخ). رد فعل طارد للحرارة. تم الاسترجاع من es.wikipedia.org
2. بي بي سي. (بدون تاريخ). تغييرات الطاقة وردود الفعل عكسها. تم الاسترجاع من bbc.co.uk
3. تشانغ ، ر. (2007). الكيمياء ، الطبعة التاسعة. (ماكجرو هيل).
4. ووكر ، د. (2007). التفاعلات الكيميائية. تم الاسترجاع من books.google.co.ve
5. سوندرز ، ن. (2007). استكشاف التفاعلات الكيميائية. تم الاسترجاع من books.google.co.ve