20 أمثلة على ردود الفعل الطاردة للحرارة

التفاعلات الطاردة للحرارة هي تلك التفاعلات الكيميائية التي تنقل الطاقة في شكل درجة حرارة إلى الأجسام المحيطة بها.

عند حدوث تفاعل كيميائي ، يتم نقل الطاقة من أو إلى المناطق المحيطة بالجسم ، مما يسبب تغيرًا في درجة الحرارة في البيئة المحيطة به (Arrington، 2017).

من الشائع في الحياة اليومية أن نرى كيف تحدث ردود الفعل الطاردة للحرارة المختلفة التي تولد تغييرات في درجة حرارة الأماكن المختلفة بشكل طبيعي أو مستفز.

يمكن قياس هذه التغيرات في درجات الحرارة بمساعدة مقياس حرارة (BBC، Science، 2014).

تأتي كلمة "طارد للحرارة" من الكلمات "exo" التي تعني "الخروج" و "الترمس" والتي تعني درجة الحرارة. وبهذه الطريقة ، يستنتج أن التفاعلات الطاردة للحرارة هي تلك التي تطلق درجة الحرارة إلى الخارج.

وتواجه ردود الفعل هذه ردود فعل ماصة للحرارة ، تمتص الطاقة (بي بي سي ، 2014).

تصبح الطاقة واضحة بطرق متعددة ، بما في ذلك درجة الحرارة أو الضوء أو الصوت أو الكهرباء.

يتم الحصول على الطاقة عادة عندما يتم كسر الروابط بين جزيئات المواد ، لأن معظم الطاقة الموجودة في هذه المواد تكون في هذه الروابط.

عندما يتسبب التفاعل في تمزق هذه الروابط ، فإنه يتسبب في إطلاق الطاقة الموجودة فيها ، مما يؤدي إلى تفاعل طارد للحرارة.

أمثلة على التفاعلات الكيميائية الطاردة للحرارة

تترافق التفاعلات الطاردة للحرارة دائمًا مع زيادة في درجة الحرارة ، وفي الغالب بفعل الشرر أو اللهب أو الدخان أو بعض الأصوات (Helmenstine، 2016).

من بين أكثر الأمثلة شيوعًا للتفاعلات الطاردة للحرارة ، يمكن سرد التالي:

1 - رقاقة الصلب + الخل : يعمل هذا الخليط كشكل بطيء الاحتراق حيث يخضع الصلب لعملية الأكسدة بفضل عمل الخل.

2 - "Barking Dog" : يُعطى رد الفعل هذا الاسم لأنه يعطي صوتًا مشابهًا لصوت الكلب الذي ينبح.

يتم تنفيذ هذا التفاعل داخل أنبوب المختبر حيث يتم خلط أكسيد النيتروز وأكسيد النيتريك وثاني كبريتات الكربون.

3 - قارورة زجاجية + كحول : على غرار رد الفعل الناتج عن التجربة المذكورة أعلاه ، يتم فرك قارورة زجاجية بها كحول بحيث يتم إنتاج اللهب.

4 - منظف الغسيل + الماء : عند إذابة صابون الغسيل المنظف ، يمكن تقدير وجود تفاعل طارد للحرارة.

هذا هو أحد أمثلة ردود الفعل الطاردة للحرارة التي يمكن ملاحظتها بسهولة في المنزل.

5 - معجون أسنان الفيل : هذه تجربة شائعة الاستخدام لشرح ديناميات تفاعلات الطاردة للحرارة.

يتكون من إذابة بيروكسيد الهيدروجين في بعض أنواع الصابون ، وبهذه الطريقة يتم إنتاج كمية كبيرة من الرغوة.

يضاف إلى هذا الخليط محفز (يوديد البوتاسيوم) يساعد في التحلل السريع للبيروكسيد.

6 - حمض الكبريتيك + السكر : تنتج عملية الجفاف في السكر تفاعل طارد للحرارة واضح.

عندما يتم خلط حامض الكبريتيك مع السكر ، يتم تجفيفه ويظهر عمود من الدخان الأسود ، مما يؤدي إلى رائحة البيئة المحترقة.

7 - النمل الأبيض : النمل الأبيض عبارة عن خليط متقلب من الألومنيوم وأكسيد. ينتج هذا الخليط تفاعلًا طاردًا للحرارة يُعرف باسم التفاعل الحراري ، حيث يتم إنتاج كمية كبيرة من الحرارة والضوء في وقت تفاعل الخليط.

8 - الصوديوم + الماء : الصوديوم أو أي وسط قلوي يتفاعل بقوة مع الماء. عند إضافة أي فلز قلوي إلى الماء (الليثيوم ، الصوديوم ، البوتاسيوم ، الروبيديوم أو السيزيوم) يجب أن يتفاعل.

إلى الحد الذي يكون فيه رقم العنصر أكبر في الجدول الدوري ، سيكون رد الفعل أقوى.

9 - خلات الصوديوم : خلات الصوديوم يعرف باسم الجليد الساخن. تبدأ هذه المادة من بلورة المحاليل المجمدة التي ، بدلاً من إطلاق البرد ، تُطلق الحرارة.

بسبب مظهره ، يطلق عليه "الجليد" ، ولكن في الواقع ، خلات الصوديوم المتبلورة هي واحدة من أكثر المواد المستخدمة لتصنيع تدفئة اليد.

10 - الصودا + الخل : ينتج هذا الخليط تفاعلًا طاردًا للحرارة يولد كميات كبيرة من الرغوة ، وبالتالي ، فإنه يستخدم عادةً لتشبه انفجار البركان.

11 - جني الزجاجة : في هذه التجربة ، يتم خلط بيروكسيد الهيدروجين (بيروكسيد الهيدروجين) مع برمنجنات البوتاسيوم.

وبهذه الطريقة ، تتحلل برمنجنات الماء المؤكسج ، مما يتسبب في إطلاق كمية كبيرة من الدخان والحرارة.

12 - الدببة المطاطية المتفجرة : الدببة المطاطية غنية بالسكروز (السكر) ، وهي مادة أنه عند مزجها مع كلورات البوتاسيوم في درجة حرارة عالية ينتج انفجار عنيف وحركة الدببة المطاطية.

13 - البرق في الأنبوب : يحدث هذا التفاعل عندما يتم خلط حمض تآكل مع الكحول أو الأسيتون.

وبهذه الطريقة ، يمكنك أن ترى تفاعلًا كيميائيًا قويًا ينتج عنه توليد ضوء داخل أنبوب مشابه لما يحدث في صاعقة البرق.

14- تجميد الماء : خلال هذه العملية ، يطلق الماء الطاقة في شكل حرارة ، لذلك ، عندما يتم تجميد مكعبات الثلج ، يحدث تفاعل طارد للحرارة.

15 - شمعة واحدة مضاءة : عملية الاحتراق للبارافين وفتيلة الشمعة تنتج تفاعلًا طاردًا للحرارة يولِّد الحرارة والضوء (TutorVista، 2017).

16 - حرق الأخشاب : مثل حرق البارافين ، ينتج عن حرق الخشب تفاعل طارد للحرارة في أن المنتج الناتج عن هذا التفاعل يظهر كحرارة ودرجة حرارة.

17 - التنفس : تؤدي عملية التنفس إلى تفاعل طارد للحرارة داخل الخلايا أثناء تبادل الغازات.

بهذه الطريقة ، يتحول الجلوكوز مع الأكسجين إلى ثاني أكسيد الكربون والحرارة.

18 - تآكل المعادن : المعادن النقية ، أي في حالتها الطبيعية عندما تتلامس مع الهواء تنتج تفاعل الأكسدة مع توليد الحرارة ، لذلك ، يقال أن هذه العملية طاردة للحرارة.

19 - عملية احتراق الغاز : تنتج عملية الاحتراق لأي غاز ، مثل الميثان أو الغاز الطبيعي ، تفاعلًا طاردًا للحرارة يظهر في توليد الحرارة وفي بعض الحالات ، عندما يحدث الاحتراق بطريقة محكومة ، أيضًا يمكن أن تنتج الضوء.

20 - إلقاء الضوء على الفسفور : عندما يتم إشعال التطابق ، يتم توليد تفاعل بين المواد الكيميائية التي يتكون منها والأكسجين الموجود في الهواء.

بهذه الطريقة ، يتم توليد تفاعل طارد للحرارة ينتج عنه الضوء والحرارة (Helmenstine AM، 2017).