10/13/2012

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 .

قد يهمك أيضا :

المعادلات الكيميائية Chemical equations
4/ 5
Oleh