واکنش گرماده و گرماگیر را چطور تشخیص دهیم؟

واکنش گرماده و گرماگیر با جهت انتقال انرژی تشخیص داده می‌شوند: در نوع گرماده سامانه به محیط انرژی می‌دهد و در نوع گرماگیر سامانه از محیط انرژی می‌گیرد.

واکنش گرماده و گرماگیر؛ از کجا شروع کنیم؟

برای تشخیص واکنش گرماده و گرماگیر باید سامانه را خودِ مواد واکنش‌دهنده و فرآورده در نظر بگیریم. اگر سامانه گرما به محیط بدهد، آنتالپی آن کاهش می‌یابد، فرآورده‌ها در نمودار انرژی پایین‌تر قرار می‌گیرند و ΔH منفی است. اگر سامانه از محیط گرما بگیرد، آنتالپی افزایش می‌یابد، فرآورده‌ها بالاتر قرار می‌گیرند و ΔH مثبت است. بنابراین علامت ΔH، جهت پیکان گرما و جایگاه دو تراز انرژی سه بیان سازگار از یک مفهوم‌اند.

روش گام‌به‌گام

1. سامانه و محیط را مشخص کنید؛ در سؤال‌های معمول، مواد شرکت‌کننده در واکنش سامانه‌اند و ظرف و هوای اطراف محیط محسوب می‌شوند.
2. جهت انتقال گرما را بخوانید: خروج گرما از سامانه به محیط یعنی گرماده و ورود گرما از محیط به سامانه یعنی گرماگیر.
3. علامت ΔH را کنترل کنید؛ ΔH منفی برای واکنش گرماده و ΔH مثبت برای واکنش گرماگیر است.
4. در نمودار آنتالپی، ارتفاع فرآورده‌ها را با واکنش‌دهنده‌ها مقایسه کنید؛ پایین‌تر بودن فرآورده‌ها گرماده و بالاتر بودن آن‌ها گرماگیر را نشان می‌دهد.
5. اگر گرما در معادله شیمیایی نوشته شده است، آن را مانند یک جزء انرژی تفسیر کنید: گرما در سمت فرآورده‌ها نشانه گرماده و در سمت واکنش‌دهنده‌ها نشانه گرماگیر است.
6. پاسخ را با رابطه ΔH=H فرآورده‌ها−H واکنش‌دهنده‌ها بازبینی کنید تا علامت و نمودار با هم تناقض نداشته باشند.

چطور این مبحث را مرور کنیم؟

برای کنترل سریع، سه نشانه را کنار هم بگذارید: در واکنش گرماده باید انتقال انرژی از سامانه به محیط، ΔH منفی و تراز پایین‌تر فرآورده‌ها هم‌زمان دیده شود. در واکنش گرماگیر هر سه جهت برعکس است. اگر یکی از نشانه‌ها ناسازگار بود، احتمالاً سامانه و محیط یا ترتیب تفریق آنتالپی‌ها جابه‌جا شده است.

جمع‌بندی

تشخیص واکنش گرماده و گرماگیر با حفظ کردن مثال‌ها انجام نمی‌شود؛ کافی است مسیر انرژی را دنبال کنید. خروج انرژی از سامانه با ΔH منفی و پایین‌آمدن تراز فرآورده‌ها همراه است، در حالی که ورود انرژی به سامانه ΔH مثبت و تراز بالاتر فرآورده‌ها را ایجاد می‌کند.