الفصل الأول

• يفسر سبب حدوث التفاعلات الكيميائية

• يفسر التنبؤ بحدوث التغيرات الكيميائية والفيزيائية عندما توجد في مادة أو اكثر تحت ظروف معينة

• يفسر حدوث بعض التفاعلات تلقائية وأخرى لأتحدث بشكل تلقائي

• يفسر حدوث الطاقة المصاحبة للتفاعلات الكيميائية

النظام أو النظام الداينميكي :

هو ذلك الجزء من الكون الذي نهتم بدراسته يتكون من مادة أو مواد مشتركة في حدوث تفاعل كيميائي أو تغير فيزيائي

المحيط

كل مايحيط بالنظام ويؤثر عليه من تغيرات فيزيائية وكيميائية

المجموعة

يطلق هذا الاسم على النظام والمحيط

وحدة الجول:

هي وحدة الطاقة حسب النظام الدولي للوحدات ويرمز لها ب

J

الكيمياء الحرارية:

علم يختص بدراسة التغيرات الحرارية المصاحبة للتفاعلات الكيميائية والتغيرات الفيزيائية

السعة الحرارية:

وهي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة كتلة مقدارهاm

غرام من أي مادة درجة سيليزية واحدة ووحدتها j/c

دالة الحالة

هي الخاصية أو الكمية التي تعتمد على الحالة الابتدائية للنظام والحالة النهائية للنظام بغض النظر عن الطريق أو المسار التي يتم من خلالها التغيير مثل ^H ^F ^c

دالة المسار

هي الخاصية التي تعتمد على الطريق او المسار الذي يسلكه التفاعل مثل الشغل

نظام مفتوح

يسمى النظام مفتوحا إذا كان الحدود بين النظام والمحيط تسمح بتبادل مادة النظام وطاقته

مثل /إناء معدني مفتوح يحتوي على ماء مغلي

نظام مغلق

يسمى النظآم مغلقا إذا كان الحدود بين النظام والمحيط تسمح بتبادل الطاقة فقط ولاتسمح بتبادل مواد النظام

مثل إناء معدني مغلق يحتوي على ماء مغلي

نظام معزول

حدوده لاتسمح بتبادل الطاقة و مادة النظام

مثل الثرموس

خواص شاملة

وهي الخواص التي تعتمد على ألكمية الموجودة في النظام مثل الكتلة والحجم

خواص مركزة

وهي الخواص التي لاتعتمد على الكمية الموجودة في النظام مثل الضغط والكثافة ودرجة الحرارة

-الطاقة الكامنة

هي الطاقة المخزونة في جميع أنواع المواد وجميع أنواع الوقود

-الطاقة الحركية

هي الطاقة المصاحبة لجميع الأجسام المتحركة وتتحول الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية طبقا للقانون الأول للترموداينمك

الذي ينص على ان

الطاقة لاتفنى ولاتستحدث من العدم ولكن يمكن تحويلها من شكل إلى آخر

هي التغيرات الفيزيائية للنظام مثل عدد المولات او المواد الموجودة في النظام او الحالة الفيزيائية والحجم والضغط ودرجة الحرارة

هي شكل من أشكال الطاقة ويرمز لها بالرمز(q)

وتقاس بوحدة الجول وهي تمثل انتقال الطاقة الحرارية من جسم إلى آخر

هي مقياس الطاقة الحرارية

لأنها تعتمد على كمية المادة الموجودة في النظام ولاتتغير بتغير الظروف لنفس التفاعل ولكن تتغير ^H

من تفاعل إلى آخر

هو علم يختص بدراسة الطاقة وتغيراتها

ويهدف إلى تحويل اكبر قدر ممكن من الطاقة الحرارية إلى أنواع أخرى من الطاقات نقل الطاقة الميكانيكية للاستفادة منها في عمل المحركات

يستخدم المسعر لقياس انثالبي التفاعل ويتكون المسعر من وعاء التفاعل المغمور في كمية معينة من الماء معروف الكتلة موجودة في وعاء معزول عزلا جيدا

لان كمية الحرارة الممتصة او المنبعثة تتغير بتغير الحالة الفيزيائية للمواد الداخلة بالتفاعل

١انثالبي التكوين القياسية ^Hf

٢انثالبي الاحتراق القياسية ^Hc

٣انثالبي التغيرات الفيزيائية

ظروف الكيمياء الحرارية القياسية هي حرارة c25

وضغط atm1

وظروف الغازات القياسية هي حرارة حرارة 0C

وضغط ١atm

اتثالبي التكوين القياسية

هي الحرارة اللازمة لتكوين مول واحد من أي مركب من عناصره الأساسية في اثبت صورة في الظروف القياسية وحدتها

Kj/mol

انثالبي الاحتراق القياسية

هي الحرارة المتحررة من حرق مول واحد من أي مركب حرقا تاما مع الأوكسجين في الظروف القياسية ويرمز لها بالرمز

Kj/mol

عندما يكون المتكون مول واحد منوعناصره الأساسية في اثبت صورة في الظروف القياسية

عندما يكون المحترق مول واحد مع كمية وافره من الأوكسجين

بسبب تغير عدد المولات لجعل المتكون او المحترق مول واحد

هو علم يهتم بدراسة كمية الحرارة الممتصة او المنبعثة

نتيجة التغيرات الكيميائية و الفيزيائية

لانها تعتمد على حالةالنظام الابتدائية قبل التغير وحالة النظام النهائية بعد التغير بغض النظر عن الطريق او المسار الذي يسلكه التفاعل

-لأنها تعتمد على كمية المادة الموجودة في النظام

هي داله حالةثرمودانميكية وهي خاصة شاملة

-تمثل كمية الحرارة الممتصة او المنبعثة والمقاسة بثبوت الضغط

هو جهاز يستخدم لقياس انثالبي التفاعل ويتكون المسعر من وعاء التفاعل مغمور في كمية معينة من الماء معروف الكتلة موجود في وعاء معزول عزلا جيدا

قانون هيس

عند تحويل المتفاعلات إلى نواتج فأن التغير في انثالبي التفاعل هو نفسه سواء تم التفاعل بخطوة واحدة او سلسلة من الخطوات

فائدته

قياس انثالبي التفاعل للتفاعلات التي لايمكن قياسها بصورة مباشرة بسبب بطئ التفاعل او تكوين مركبات عرضية غير مرغوب فيها

لان كمية الحرارة الممتصة او المنبعثة تتغير بتغير الحالة الفيزيائية للمواد الداخلة بالتفاعل

الطاقة لاتفنى ولاتستحدث من العدم ولكن يمكن تحويلها من شكل إلى آخر

انثالبي التبخير ^Hvap

هي الحرارة اللازمة لتبخر مول واحد من المادة ويرمز لها بالرمز ^Hvap

وقيمته موجبة

انثالبي التكثيف ^Hcond

هي الحرارة المنبعثة نتيجة تكثيف مول واحد من المادة ويرمز لها بالرمز ^Hcond

وتكون قيمته سالبه

انثالبي الانصهار ^Hfus

هي الحرارة اللازمة لانصهار مول واحد من المادة ويرمز لها بالرمز *Hfus

وتكون قيمة موجبة

انثالبي الانجماد ^Hcryst

هي الحرارة المنبعثة انجماد مول واحد من المادة ويرمز لها بالرمز ^Hcryst

وتكون قيمة سالبه

وهي دالة حالة ثرموداينميكية وهي خاصية شاملة تعتبر مقياس لا نظام التفاعل وحدتهاkj/mol

بسبب تكسر النظام الهيكلي للمذاب وكذلك جزء من الانتظام الهيكلي للمذيب وعليه يكون المحلول لا أنتظام اكثر مما للمذيب النقي والمذاب النقي معاً

هي عملية فيزيائية او كيميائية يمكن ان تحدث من تلقاء نفسها عند الظروف معينة دون تأثير خارجي

مثال

سقوط الماء من اعلى الشلال وانجماد الماء النقي تحتCْ0

العمليات غير التلقائية

مثل

تسلق قمة الجبل وصعود الماء إلى اعلى الشلال

لان طاقة التشتت في الحالة الغازية اكبر من السائلة حيث تكون جزيئات الغاز اقل انتظاماً مما في السائل وطاقة التشتت في الحالة السائلة اكبر من الحالة الصلبة حيث تكون جزيئات السائل اقل انتظاماً مما في الصلب

لان ذرات الحالة الصلبة تكون في تجاذب قوي ومنتظمة بنظام هيكلي وعند التسامي تتحرك خارج النظام الهيكلي مما يزيد عشوائيتها

لان الجزيئات في حالة التبخر تتحرك خارج النظام الهيكلي مما يزيد العشوائية

لان الذرات عند الانصهار تتحرك خارج الشبكة البلورية بعد ان كانت في مواقع ثابته مما يزيد عشوائيتها حيث يتحول من طور النظام إلى اللانظام

لان التسخين يزيد من الحركات الانتقالية للجزيئات وزيادة في الحركات الدورانية و الأهتزازية لذلك تزداد الإنتروبي

الانتروبي تزداد نتيجة عاملين اثنين

١-عملية تكوين محلول(خلط المذاب والمذيب)

٢-عملية تفكك ال

Nacl

إلى ايونات

هي دالة حالة ثرموداينميكية،وهي خاصية شاملة

تتيح لنا التنبؤ بتلقائية العمليات الفيزيائية والكيميائية

وهي تمثل الطاقة العظمى التي يمكن الحصول عليها من قيم^H ,^S

هي طاقة كبس الحرة الازمة لتكوين مول واحد من أي مركب من عناصره الأساسية في اثبت صورة في الضروف القياسية

وحدتها

Kj/mol

العامل الأول:يتجه التفاعل على الأغلب إلى الحالة التي تكون فيها الطاقة (الانثالبي)اقل مايمكن وتكون التلقائية اكثر احتمالاً إذا كانت قيمة ^H

سالبة أي ان التفاعل باعث للحرارة

العامل الثاني:يتجه التفاعل على الأغلب إلى الحالة التي تكون فيها الإنتروبية ^s

اعلى مايمكن وتكون التلقائية اكثر احتمالاً إذا كانت قيمة ^s

موجبة ،أي تزداد العشوائية بسبب ذلك يعود إلى وجود ^s

ضمن الحد -T^s

لذلك فالقيمة الموجبة. للانتروبي ^s

تساعد على جعل ^G سالبة

لاحظ العالم تروتن ان ^s vap

لأغلب السوائل تساوي

85 J/k.mol

• اذا كان كل من ^H ,^s

  موجبة ستكون ^G

  سالبة عندما ^H<T^s

• إذا كان كل من ^H سالبة

  و^sموجبة

  تكون قيمة ال^G سالبة دائماً

• إذا كانت ^H موجبة

  و ^s سالبة

  تكون ^Gموجبة دائماً

• إذا كانت كل من ^H ,^s سالبة

  ^H>T^s

١-بسبب حصول انخفاض في طاقة النظام الكلية اي ان الطاقة النهائية اقل من الطاقة الابتدائية للنظام

٢- لان هناك بعض التغيرات الفيزيائية والكيميائية تكون ماصه الحرارة وتحدث تلقائيا مثل ذوبان كلوريد الامونيوم يحدث تلقائيا وهو ماص للحرارة

٣-لان هنالك تفاعلات او عمليات ماصه للحرارة يمكن ان تكون تلقائية او غير تلقائية هناك تفاعلات او عمليات باعثه ممكن ان تكون تلقائية او غير تلقائية ولكي تقرر بشكل مطلق يحدث او لايحدث التفاعل تحتاج لمعرفة الانتروبي

لان التفاعل يسير ببطء كبير وتكون مركبات عرضية غير مرغوب فيها

يعتمد قانون هيس على حقيقة ان ^Hr

هي دالة حالة اي تعتمد على الحالة الابتدائية و النهائية للنظام ولايعتمد على الطريق او المسار التي يسلكها التفاعل

للتحول من المواد المتفاعلة الى المواد الناتجة

١-معرفة القيم الحرارية للوقود والمواد الغذائية

٢-معرفة انثالبي تكوين بعض المركبات المعقدة والتي يصعب ايجادها من عناصرها الاساسية