المعادلات الكيميائية Chemical equations

    المعادلات الكيميائية  Chemical equations


    المعادلة الكيميائية : تعتبر المعادلة الكيميائية طريقة مثالية لوصف التفاعل الكيميائي برموز ، ووصف الظروف التي تم فيها التفاعل ، ووصف الحالة الفيزيائية للمتفاعلات والنواتج .
    مثال :
    يتفاعل غاز الهيدروجين مع غاز النيتروجين بوجود الضغط والحرارة لانتاج غاز الأمونيا .


    يمكن
    كتابة معادلة كيميائية توضح التفاعل الذي يحدث :
    لاحظ أن المعادلة الكيميائية أكثر فائدة للدارس من وصف التفاعل نفسه .
    لاحظ ذلك من خلال المعلومات التي يمكن استنتاجها من معادلة التفاعل :
    1. المواد المتفاعلة والمواد الناتجة في الحالة الغازية .
    2. يحتاج التفاعل إلى حرارة وضغط لكي يحدث .
    3. لإنتاج جزيئيين من الأمونيا (NH3) يجب أن يتفاعل جزيء من النيتروجين (N2) مع ثلاثة جزيئات من الهيدروجين
     (
    H2) .
    4. تتكسر الروابط الكيميائية بين كل من ذرات الهيدروجين ، وذرات النيتروجين ، وتتكون روابط جديدة بينها .
        انظر إلى الفلاش التالي لذي يوضح آلية التفاعل .


    سؤال :
    ادرس المعادلة الآتية ، ثم أكتب المعلومات التي يمكن استخلاصها منها :
    لمساعدتك على الإجابة على السؤال ، أجب عن الأسئلة التالية :
    1. ما الحالة الفيزيائية لكل من المتفاعلات والنواتج ؟
    2. هل يحتاج التفاعل إلى حرارة ؟
    3. هل ظهرت مواد جديدة تختلف عن المواد الموجودة في المتفاعلات ؟
    4. هل ظهرت عناصر جديدة ؟
    5. هل تحقق المعادلة قانون حفظ المواد ؟
    قانون حفظ المادة :
    المادة لا تفنى ولا تستحدث ولكنها تتحول من شكل لآخر (ضمن قدرة المخلوق) .
     


    سؤال محلول :
    أدرس المعادلة الآتية ، ثم أجب عن الأسئلة التي تليها :
    2. ما الهدف من استخدام عامل مساعد في تفاعل ما ؟
    1. ما العامل المساعد المستخدم في التفاعل ؟
        ما حالته الفيزيائية؟
    4. ما الحالة الفيزيائية للنواتج ؟
    3. ما الحالة الفيزيائية للمواد المتفاعلة ؟
    6. كيف يمكن الاستدلال على حدوث التفاعل ؟
    5. ما عدد ذرات الأكسجين في كل من المتفاعلات والنواتج ؟
    الحل :
     
    2. يهدف العامل المساعد إلى زيادة سرعة التفاعل .
    1. العامل المساعد هو ( MnO2) الصلب .
    4. ( H2O) في الحالة السائلة و ( O2) في الحالة الغازية .
    3. محلول مائي ، ويعني  أن فوق أكسيد الهيدروجين H2O2 مذاب في الماء .
    6. تصاعد غاز الأكسجين .
    5. (4) ذرات في المتفاعلات ، و (4) في النواتج .
    سؤال :
    يحضر الأكسجين في المختبر بتحلل كلورات البوتاسيوم KClO3 بالتسخين بوجود عامل مساعد هو أكسيد المنغنيز MnO2(IV) حسب المعادلة :
    اكتب المعلومات التي يمكن استخلاصها من المعادلة السابقة .



     كتابة المعادلة الكيميائية بصورة صحيحة :
    لكتابة المعادلة الكيميائية بصورة صحيحة يتطلب التالي :
    1. معرفة المواد المتفاعلة والمواد الناتجة .
    2. معرفة الرموز الصحيحة للعناصر والصيغ الكيميائية للمركبات المتفاعلة والناتجة .
    3. معرفة رموز الحالة الفيزيائية .
    إذا لم تكن تعرفها فهي موضحة في الجدول التالي :
    رمزها
    الحالة الفيزيائية
    (g)
    غاز
    (l)
    سائل
    (s)
    صلب
    (aq)
    محلول مائي
    4. مراعاة قانون حفظ المادة عند موازنة المعادلة .
    مثال (1) :
     اكتب معادلة موزونة تمثل تفاعل الألومنيوم مع غاز الأكسجين لإنتاج أكسيد الألومنيوم الصلب .
    الحل :
    أولاً : نحدد المواد المتفاعلة والمواد الناتجة :
    المتفاعلات

    النواتج

    ألومنيوم + غاز الأكسجين
    أكسيد الألومنيوم
    وعليه يمكن كتابة معادلة لفظية للتفاعل :
    ثانياً : نكتب صيغ العناصر والمركبات الداخلة في التفاعل .
    أكسجين : O2 ( تعلم أن الأكسجين يوجد على شكل جزيئات ثنائية الذرة ).
    ألومنيوم : Al ( تعلم بأن الألومنيوم فلز ، لذا فهو يكتب على شكل ذرات مستقلة بدون أرقام ).
    أكسيد الألومنيوم :
    وعليه يمكن تحويل المعادلة اللفظية السابقة إلى معادلة رمزية على النحو التالي :
     
    ثالثاً : نضع رموز الحالة الفيزيائية :
    رابعاً : نحقق قانون حفظ المادة بموازنة المعادلة.
    انظر إلى عدد الذرات قبل الموازنة .
    ذرات الأكسجين
    ذرات الألومنيوم
    لموازنة ذرات الألومنيوم ، اضرب ذرات الألومنيوم في المواد المتفاعلة في (2) تذكّر دائماً أنه أثناء موازنة المعادلة الكيميائية لا يجوز تغير الصيغ الكيميائية للمواد ، ولذلك توضع المعاملات على يسار الصيغة .
    لاحظ أن ذرات الألومنيوم أصبحت موزونة .
    إلا أن عدد الذرات لا زالت غير موزونة ، ولتحقيق الموازنة نضرب الأكسجين في (3) وأكسيد الألومنيوم في (2) لتصبح
    المعادلة :
    لاحظ أن عدد ذرات الأكسجين أصبحت موزونة :
    I3IO2 تعني (3) جزيئات O2 أي O2 + O2 + O2
    ولكن ذرات الألومنيوم اختل عددها عند موازنة الأكسجين ، وعليه نعود لموازنة الألومنيوم بضرب (i2iAl) في (2) لتصبح
    المعادلة :
    التحقق من الموازنة :
    تسمى عملية الموازنة بهذه الطريقة باسم طريقة المحاولة والخطأ . عرفت الآن السبب لهذه التسمية !!



    سؤال :
    في المعادلة الكيميائية غير الموزونة التي تمت موازنتها في المثال السابق ، وهي :
    ما رأيك لو تمت الموازنة على النحو التالي :
    هل تحقق المعادلة الآن قانون حفظ المادة ؟؟              هل المعادلة صحيحة ؟؟

    الحل :
    المعادلة حققت قانون حفظ المادة ، فعدد ذرات الأكسجين والألومنيوم في كل من المتفاعلات والنواتج موزونة ، إلا أن المعادلة غير صحيحة فصيغة أكسيد الألومنيوم ليست Al2O2.

    مثال 2:
    الهيدرازين N2H4 مركب سام ، وسائل عند درجة حرارة الغرفة ، ويستخدم وقوداً في صواريخ ارتياد الفضاء . عند مزج الهيدرازين بأكسيد النيتروجين N2O4(IV) فإنهما يتفاعلان بشدة ليكونا غاز النيتروجين والماء السائل . مثل هذا التفاعل بمعادلة موزونة .
    الحل :
    المعادلة اللفظية :
    المعادلة الرمزية :
    بإضافة رموز الحالة الفيزيائية :
      خطوات الموازنة :
    لاحظ أن النيتروجين يتكرر (3) مرات في المعادلة ، لذا يفضل تأجيل موازنته في آخر خطوة .
    أولاً : موازنة الأكسجين .
    نضرب H2O  في المعامل (4) لتصبح المعادلة :
    ثانياً : موازنة الهيدروجين
    نضرب N2H4 في المعامل (2) لتصبح المعادلة :

    ثالثاً : موازنة النيتروجين
    نضرب N2 في المعامل (3) لتصبح المعادلة :

    ا
    لتأكد من الموازنة :
    الهيدروجين
    الأكسجين
    النيتروجين
    المعادلات الكيميائية  Chemical equations
    توزن أولاً الذرات الأقل تكراراً في المعادلة

    سؤال :

    يُحضّر غاز الكلور في المختبر من تفاعل أكسيد المنغنيز (IV) الصلب مع محلول حمض الهيدروكلوريك لينتج فضلاً عن غاز الكلور ، الماء وكلوريد المنغنيز (II) اكتب المعادلة الموزونة لهذا التفاعل .
    الحل :
    المعادلة اللفظية :
    المعادلة الرمزية :
    رموز الحالة :
    خطوات الموازنة :
    أولاً : موازنة المنغنيز
    موزونة لأنه عدد ذرات المنغنيز على يسار المعادلة يساوي عدد ذراته على يمين المعادلة.
     
    ثانياً : موازنة الاكسجين 
    نضرب H2O في المعامل (2) لتصبح المعادلة :
    ثالثاً : موازنة الهيدروجين
    نضرب HCl في المعامل (4) لتصبح المعادلة :

    رابعاً : موازنة الكلور
    عدد ذرات الكلور متساوٍ في طرفي المعادلة .

    شارك المقال

    قد يهمك أيضا :