![]() |
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
.
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) .
(H2) .
4.
تتكسر الروابط الكيميائية بين كل من ذرات الهيدروجين ، وذرات النيتروجين ، وتتكون
روابط جديدة بينها .
انظر إلى الفلاش التالي لذي يوضح آلية التفاعل .
انظر إلى الفلاش التالي لذي يوضح آلية التفاعل .
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 ؟
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) . |
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 ؟
|
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 .
|
يحضر الأكسجين في المختبر بتحلل
كلورات البوتاسيوم
KClO3
بالتسخين بوجود عامل مساعد هو
أكسيد المنغنيز MnO2(IV)
حسب
المعادلة :
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 :
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 !!
في المعادلة الكيميائية غير الموزونة التي تمت موازنتها في المثال السابق ،
وهي :
|
ما رأيك لو تمت
الموازنة
على النحو التالي :
|
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 :
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 :
|
التأكد من الموازنة :
الهيدروجين
|
|
الأكسجين
|
|
النيتروجين
|
|
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 :
نضرب H2O في المعامل (2) لتصبح المعادلة :
ثالثاً : موازنة الهيدروجين
نضرب
HCl
في المعامل (4) لتصبح المعادلة :
رابعاً : موازنة الكلور